KR102427273B1 - 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수소자동차에서 배출되는 배출수를 전기생산, 음용, 흡입, 가습, 공기정화, 세차 등의 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있도록 하고, 또한 배출수가 노면 등에 떨어지지 않도록 하여 수막이나 동결 등으로 인한 차량의 미끄럼 및 배출수가 주행시 다른 차량이나 보행자에게 튀는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치에 관한 것이다.
본 발명은 수소자동차에서 배출되는 배출수를 처리하여 오염물질이 제거된 순수를 생성하는 정수처리부(100); 상기 정수처리부(100)에서 생성된 순수로부터 수소자동차의 연료인 수소를 생성하여 전기를 생산 공급 및 축전하는 전기발전부(200); 상기 정수처리부(100)에서 생성된 순수로부터 미네랄성분 용출 및 수소수를 생성하여 냉온수소수를 공급하는 수소수음용부(300); 상기 정수처리부(100)에서 생성된 순수와 전기발전부(200)에서 생성된 수소를 수소자동차에 설치된 가습기(410)로 공급하는 수소수가습부(400); 상기 전기발전부(200)에서 생성된 수소를 수소자동차의 실내로 공급하는 수소흡입부(500); 상기 수소자동차에서 배출되는 배출수를 세차용수로 공급하는 세차부(600)를 포함하여 구성된다.

Description

수소자동차 배출수의 다목적 활용장치{Multipurpose reuse apparatus for Hydrogen vehicles car exhaust water}
본 발명은 수소자동차(수소차, 수소전기차 또는 수소연료전지차) 배출수의 다목적 활용장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 수소자동차에서 배출되는 배출수를 전기생산, 음용, 흡입, 가습, 공기정화, 세차 등의 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있도록 하고, 또한 배출수가 노면 등에 떨어지지 않도록 하여 수막이나 동결 등으로 인한 차량의 미끄럼 및 배출수가 주행시 다른 차량이나 보행자에게 튀는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치에 관한 것이다.
일반적으로 현대인은 매일 에너지 관련 오일가격 동향에 대하여 신경을 쓰고 있다. 수요량에 비해 생산량이 현저히 줄어든 석유 에너지는 심각한 기후온난화와 같은 자연환경 문제를 일으킬 뿐 아니라 매장량이 유한하기 때문에, 인류는 이에 대응하기 위한 대체에너지 개발 연구를 활발히 진행하고 있다.
그 중 수소에너지를 사용하는 연료전지는 현재의 내연기관에 비하여 열효율이 높을 뿐 아니라 생성물 또한 청정하여 환경 친화적인 우수한 대체에너지로 각광받고 있다.
연료전지는 수소와 산소를 결합하여 전기를 생산하는 전기화학적 에너지 변환장치로 1839년 윌리암 그로브(William Grove)가 처음 발명하였다.
연료전지는 연료가스인 수소(H2)와 산화가스인 산소(O2)가 혼합하여 일어나는 전기화학적 반응에 의하여 연소 과정 없이 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 발전 시스템으로서, 폐쇄계 내에서 전기를 생산하게 되는 기존의 전지와 달리 외부로부터 수소와 산소를 공급받아 연속적으로 전기를 생산하는 고효율의 청정에너지 변환장치이다.
최근 북미에서는 배출가스규제로 무공해차 의무판매, 유럽은 기후온난화 문제를 해결하기 위한 이산화탄소(CO2)규제, 석유자원의 고갈로 대체에너지 개발의 시급성과 함께 자동차산업의 신성장동력으로 미래 수소자동차(hydrogen -fuel-cell vehicles)의 연구 개발이 세계적으로 진행이 되고 있다.
기존의 내연기관차(카르노 내연기관)는 화석연료를 사용으로 인하여 CO, CO2, HC, SOx, NOx와 같은 배기물질이 발생하지만 수소를 연료로 하는 수소자동차는 수소의 배기물질로 물(수증기)을 배출한다.
내연기관의 화석연료반응은 다음과 같다.
CxHySz + O2+ N2 → CO + CO2 + SOx + NOx + H2O
연료전지의 수소와 산소의 전기화학반응은 아래와 같다.
2 H2 → 4H+ + 4e-
O2 + 4e- + 4 H+ → 2 H2O
주행비용도 가솔린 내연기관에 비해 연료전지를 사용하는 수소자동차가 Km당 약 10배 이상 저렴하고, 가솔린 내연기관은 km당 약 140~240g의 CO2를 발생하지만 수소자동차는 무연소 에너지 발생장치로 CO2와 같은 자체적으로 유해 배출가스의 발생은 없다.
수소자동차는 수소(H2)가 연료전지에 공급되면 전자(e-)와 수소이온(H+)으로 분리되고, 이때 발생한 전자들은 외부 회로로 전달되어 연료전지 자동차의 모터를 구성하는 동력원인 전기에너지로 사용된다. 또한, 수소에서 분리된 수소이온들은 전해질 막을 통과해 전해질 막 반대편의 연료전지에 공급된 공기 중의 산소와 반응하여 물을 생성하게 된다. 이때, 생성된 물은 수소자동차의 유일한 배출수로 다른 물질들과 함께 대기 중으로 배출되기 때문에, 각종 유해 물질이나 온실가스에 의한 환경피해를 해결할 수 있는 환경친화적 자동차이다.
그러나 종래에는 수소자동차에서 생성된 물이 주행 중 도로상에 그대로 배출되었기 때문에, 이와 같이 도로상으로 배출되는 수소자동차의 배출수에 의해 노면에는 수막이나 동결현상 등이 발생하여 차량의 미끄럼이 발생하는 문제점이 예견되고, 또한 수소자동차에서 배출되는 배출수가 주행시 보행자나 다른 차량으로 튀어 차량을 더럽히게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 하기 특허문헌인 국내 공개실용신안 제20-2017-0002002호에는 수소자동차의 배기관으로 배출되는 물을 물탱크에 모았다가 필요 시 패키지트레이에 설치된 가습기로 공급하여 실내를 가습할 수 있도록 한 수소자동차의 실내 가습장치가 가 기재되어 있다.
그러나 이러한 수소자동차의 실내 가습장치는 수소자동차의 부산물인 물을 이용하여 실내를 가습할 수 있으나, 가습에 사용되는 배출수에는 대기오염물질(VOCs, NOx, SOx, 중금속, 미생물 등)이 함유되어 오히려 가습으로 인하여 건강에 영향을 줄 수 있을 뿐 아니라 전기생산, 음용, 흡입, 세차 등의 다양한 용도로는 활용할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 수소자동차가 대중화될 경우 수소자동차에서 다량으로 배출되는 배출수로 인한 도로상 안전예방 및 수소자동차의 배출수를 다양한 용도로 활용할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
특허문헌 : 공개실용신안 제20-2017-0002002호(공개일자 : 2017.06.08)
본 발명의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 수소자동차의 배출수에 함유된 오염물질들이 제거된 순수(deionized water)로부터 수소(H2)를 분리하여 연료전지시스템의 연료로 사용하여 전기를 생산할 수 있도록 한 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치를 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 수소자동차 탑승자의 건강을 위해 수소가스를 흡입 및 가습화할 수 있도록 하고, 순수에 미네랄성분 용출 및 수소를 생성 용해하여 기능성 냉온수소수로 음용할 수 있도록 하며, 배출수를 세차용수나 위생용수 등으로 사용할 수 있도록 한 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치를 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 배출수가 노면 등에 떨어지지 않도록 하여 수막이나 동결 등으로 인한 도로상 차량의 미끄럼을 안전하게 예방할 수 있도록 하고, 배출수가 주행시 다른 차량이나 보행자에게 튀는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 수소자동차에서 배출되는 배출수를 처리하여 오염물질이 제거된 순수를 생성하는 정수처리부; 상기 정수처리부에서 생성된 순수로부터 수소자동차의 연료인 수소를 생성하여 전기를 생산 공급 및 축전하는 전기발전부; 상기 정수처리부에서 생성된 순수로부터 미네랄성분 용출 및 수소수를 생성하여 냉온수소수를 공급하는 수소수음용부; 상기 정수처리부에서 생성된 순수와 전기발전부에서 생성된 수소를 수소자동차에 설치된 가습기로 공급하는 수소수가습부; 상기 전기발전부에서 생성된 수소를 수소자동차의 실내로 공급하는 수소흡입부; 상기 수소자동차에서 배출되는 배출수를 세차용수로 공급하는 세차부를 포함하는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 정수처리부는 수소자동차에서 배출되는 배출수를 수용하는 배출수기화탱크와, 상기 배출수기화탱크에 연결되어 배출수를 저장하는 배출수저장탱크와, 상기 배출수저장탱크에 연결되어 배출수에 함유된 미립자, 미생물, 유기성 물질을 제거하는 여과기와, 상기 여과기에 연결되어 배출수에 함유된 음이온, 양이온 및 총유기성 탄소(TOC)를 제거하여 순수를 생성하는 탈염장치(Demineralization)와, 상기 탈염장치에 연결되어 이온교환수지 파편을 제거하는 레진트랩필터와, 상기 레진트랩필터에 연결되어 순수를 저장하는 순수저장조로 구성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 배출수저장탱크에는 자동벤트와 이송펌프 및 수위조절기를 설치하고, 상기 배출수기화탱크에는 배출수저장탱크의 수위조절기와 연동하는 히터를 설치하며, 상기 순수저장조에는 저장된 순수를 전기발전부, 수소수음용부, 수소수가습부로 공급하는 공급펌프를 설치한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 탈염장치는 혼상식이온교환수지 또는 전기식이온교환수지(또는 연속 전기재생식 순수제조장치)로 이루어지는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 전기발전부는 순수를 고체고분자 전해질 막 전기분해(Proton exchange membrane : PEM Electrolyzers), 알카리성 고체고분자 전해질막 전기분해(Alkaline PEM Electrolyzers) 또는 음이온교환막 전기분해(anion exchange membrane : AEM Electrolyzers) 방법으로 전기분해하여 수소를 생성하는 전기분해장치-1과, 상기 전기분해장치-1에 연결되어 수소를 압축하는 수소콤프레셔와, 상기 수소콤프레셔에 연결되어 수소를 저장하는 수소저장조와, 상기 수소저장조에 연결되는 연료전지시스템과, 상기 연료전지시스템에 연결되는 전력전환장치, 구동모터, 컨버터 및 밧데리(또는 보조밧데리)로 구성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 수소수음용부는 순수에 미네랄성분이 용출되게 하는 미네랄필터와, 상기 미네랄필터에 연결되어 수소와 산소가 혼합된 수소수를 생성하는 무격막 전기분해장치-2와, 상기 무격막 전기분해장치-2에서 이송되는 수소수를 냉수소수 및 온수소수로 수온을 변환시키는 열전소자모듈과, 상기 열전소자모듈에 연결되어 냉수소수 및 온수소수를 공급하는 수소수음용기로 구성한 것이다.
본 발명의 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치에 따르면, 정수처리부로 수소자동차에서 배출되는 배출수를 처리하여 오염물질이 제거된 순수를 생성할 수 있고, 전기발전부로 정수처리부에서 생성된 순수로부터 수소자동차의 연료인 수소를 생성하여 전기를 생산 및 축전할 수 있는 효과가 있다.
또한 수소수음용부로 냉수소수 또는 온수소수를 공급하여 탑승자가 건강을 위한 기능성 물로 그리고 예기치 않은 상황(천재지변, 사막)에서도 음용으로 할 수 있고, 수소수가습부로 수소자동차의 실내로 수소를 가습하여 이취제거와 산화성물질들을 정화할 수 있으며, 수소가습부롤 수소자동차에 수소를 공급하여 탑승자가 나잘캐뉼라(Nasal Cannula)를 이용하여 코로 흡입할 수 있기 때문에 실내공기를 상쾌하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한 세차부로 수소자동차에서 배출되는 배출수를 세차용수로 공급하여 세차할 수 있는 효과가 있다.
또한 배출수가 노면 등에 떨어지지 않으므로 수막이나 동결 등으로 인한 도로상 차량의 미끄럼을 안전하게 예방할 수 있고, 주행시 배출수가 다른 차량이나 보행자에게 튀는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 수소자동차 배출수의 발생원리를 보인 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치를 보인 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 배출수기화탱크를 보인 예시도.
이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치는 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 수소자동차에서 배출되는 배출수를 처리하여 오염물질이 제거된 순수를 생성하는 정수처리부(100); 상기 정수처리부(100)에서 생성된 순수로부터 수소자동차의 연료인 수소를 생성하여 전기를 생산 공급 및 축전하는 전기발전부(200); 상기 정수처리부(100)에서 생성된 순수에 미네랄성분 용출 및 수소수를 생성하여 냉온수소수를 공급하는 수소수음용부(300); 상기 정수처리부(100)에서 생성된 순수와 전기발전부(200)에서 생성된 수소를 수소자동차에 설치된 가습기(410)로 공급하는 수소수가습부(400); 상기 전기발전부(200)에서 생성된 수소를 수소자동차의 실내로 공급하는 수소흡입부(500); 상기 수소자동차에서 배출되는 배출수를 세차용수로 공급하는 세차부(600)를 포함하여 구성된 것을 그 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.
여기서, 궁극의 친환경차라 할 수 있는 수소자동차는 도 1에서와 같이 수소와 산소가 결합할 때 발생하는 화학에너지를 열이 아니라 전기에너지로 변환해 사용하며 그 핵심 장치인 연료전지는 두 개의 전극과 그 사이에 수소이온을 전달하는 전해질 막으로 구성되고, 한 전극에는 수소를, 다른 전극에는 산소를 각각 공급하면 수소 측 전극에서는 수소분자가 수소이온과 전자로 분리되고, 수소이온은 전해질 속으로 이동해 산소 측 전극으로 전달된다.
이때, 산소 측 전극에서는 수소이온과 산소가 결합하면서 물이 생겨 배출된다. 이런 과정을 거치면서 두 전극 사이에 약 0.7볼트(V)의 전압이 발생하면서 수소의 화학에너지가 전기에너지로 변환되는 데 이를 여러 개의 직렬로 연결하면 원하는 전압을 만들 수 있어 수소자동차 동력원이 탄생하게 된다.
이와 같이 수소(H2)를 연료로 하는 수소자동차는 액화수소 1kg으로 약 100km를 주행할 수 있고, 이때 발생되는 배출수는 95ml/km로 100km를 주행하면 약 10리터의 배출수가 발생하는 것으로 보고되고 있다.
본 발명에 따른 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치는 수소자동차가 대중화될 경우 다량으로 배출되는 물(Exhaust Water)로 인한 도로상 안전예방과 배출수를 전기, 음용, 건강을 위한 가습 및 흡입 등 다목적으로 활용할 수 있도록 한 것이다.
이때, 본 발명은 미세먼지 절감, 유해성 가스 무배출과 기후온난화 주범인 이산화탄소(CO2)가 발생되지 않고, 구동모터로 주행시 소음발생이 거의 없어 각국에서 수소자동차의 개발 및 보급 경쟁에 열을 열리고 있지만, 수소자동차 시대가 도래할 경우 도 1에서와 같이 수소자동차의 운행과정에서 발생하는 배출수로 인한 결빙, 수막, 미끄럼, 차량에 물이 튀어서 더러워진 것을 해결하고, 배출수를 도로에 근원적으로 떨어지게 하지 않게 하여 쾌적한 주행을 할 수 있고, 배출수를 전기, 음용, 흡입, 실내공기 정화, 차량 세차를 할 수 있도록 하는 것이다.
즉, 본 발명은 상술한 바와 같이 수소자동차에서 배출되는 배출수를 전기생산, 음용, 흡입, 공기정화, 세차 등의 다양한 용도로 유용하게 활용하고, 또한 수소자동차의 배출수가 노면 등에 떨어지지 않도록 하는 것으로, 이러한 본 발명에 따른 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치는 정수처리부(100), 전기발전부(200), 수소수음용부(300), 수소수가습부(400), 수소흡입부(500) 및 세차부(600)로 이루어진다.
상기 정수처리부(100)는 수소자동차에서 배출되는 배출수를 처리하여 오염물질이 제거된 순수를 생성하는 것으로, 이러한 정수처리부(100)는 수소자동차에서 배출되는 배출수를 수용하는 배출수기화탱크(110)와, 상기 배출수기화탱크(110)에 연결되어 배출수를 저장하는 배출수저장탱크(120)와, 상기 배출수저장탱크(120)에 연결되어 배출수에 함유된 미립자, 미생물, 유기성 물질을 제거하는 여과기(130)와, 상기 여과기(130)에 연결되어 배출수에 함유된 음이온, 양이온 및 총유기성 탄소(TOC)를 제거하여 순수를 생성하는 탈염장치(Demineralization)(140)와, 상기 탈염장치(140)에 연결되어 이온교환수지 파편을 제거하는 레진트랩필터(150)와, 상기 레진트랩필터(150)에 연결되어 순수를 저장하는 순수저장조(160)로 구성된다.
상기 배출수기화탱크(110)는 제1포집조와 제2포집조가 0.5~5리터 용량으로 사각형, 원형 또는 원추형으로 제1포집조 내부에 경사판을 설치하고, 제1포집조는 제2포집조보다 1/3~1/10 크기로 하여 배출수를 기화할 때 히터(111)의 용량을 최소화하도록 하고, 도 3에서와 같이 제1포집조와 제2포집조 사이에 캐스케이드 흐름(Cascade flow)이 되도록 칸막이를 설치한다.
수소자동차에서 배출되는 질소 등과 같은 기체류, 수증기 및 물이 배출수기화탱크(110)의 제1포집조의 상부로 유입되고 동시에 제1포집조와 제2포집조 상부측에 곡선형 배기관(112)을 설치하여 배출수에 함유된 기체류가 대기중으로 빠지게 하고, 배기관(112) 말단에 외부로부터 해충류나 이물질이 유입되어 막힘을 방지하기 위해 플라스틱이나 금속망을 정비가 쉽도록 나사(screw/bolt)로 채운다. 제1포집조 바닥에 히터(111)를 개설하며, 제1포집조에서 넘친(overflow) 배출수는 제2포집조 상부로 유입되게 한다.
상기 배출수기화탱크(110)는 수소자동차에서 배출되는 배출수를 수용하는 것으로, 이러한 배출수기화탱크(110)의 이송배관상에 배출수 자동밸브(113)는 배출수저장탱크(120)의 제2포집조와 연동하며, 배출수저장탱크(120)의 제2포집조에 설치된 수위조절 방법으로는 오뚜기식, 후로트식, 초음파식, 전극식 또는 마이크로 웨이브식에 의해 작동하게 된다.
상기 배출수저장탱크(120)는 배출수기화탱크(110)에 연결되어 배출수를 저장하는 것으로, 이러한 배출수저장탱크(120)는 5~40리터 용량으로 수소자동차의 전,후, 하부 또는 측면에 보이지 않는 안쪽 부위 또는 외부에 사각, 원통형으로 플라스틱, 스텐레스 스틸, 티타늄, 황동 또는 철재류 재질로 배출수 흐름이 원활하게 설치된다. 이때, 본 발명에 따르면 수소자동차에서 배출되는 배출수가 노면 등으로 배출되지 않고 배출수저장탱크(120)에 저장되기 때문에, 수소자동차가 대중화될 경우 배출수가 노면 등으로 떨어지므로 인해 발생할 수 있는 수막, 동결로 인한 차량의 미끄럼 문제점을 해결할 수 있고, 또한 노면의 물이 튈 경우 차량의 외부에 더러움이 발생하게 되는 문제점을 해결할 수 있다.
상기 배출수저장탱크(120)에는 자동벤트(121)와 이송펌프(122) 및 수위조절기가 구비되고, 상기 배출수기화탱크(110)에는 배출수저장탱크(120)의 수위조절기와 연동하는 히터(111)가 구비된다. 이때, 상기 배출수저장탱크(120)의 상부에는 질소 및 유해가스가 배기되도록 자동벤트(121)를 설치하고, 상기 배출수저장탱크(120)의 수중 또는 외부에는 배출수를 여과기(130)로 이송시키는 이송펌프(122)는 유량조절이 가능하도록 가변형으로 설치된다.
상기 배출수저장탱크(120)에는 수위조절기를 설치하여 수위가 안전하게 관리되도록 한다. 따라서, 상기 배출수저장탱크(120)에 저장된 배출수의 수위가 일정수위가 되면 자동으로 배출수기화탱크(110)의 내부 또는 외부에 설치된 코일 또는 평판형 히터(111)가 작동 또는 수소자동차에서 발생하는 폐열로 배출수를 기화시켜 대기중으로 자동 방출한다.
상기 배출수저장탱크(120)의 수위가 만수가 되지 않을 경우에는 배출수기화탱크(110)의 히터(111)는 자동으로 꺼진 상태를 유지한다.
상기 여과기(130)는 배출수저장탱크(120)에 연결되어 배출수에 함유된 미립자, 미생물, 유기성 물질을 제거하는 것으로, 이러한 여과기(130)는 정밀여과기 또는 한외여과기로 이루어진다.
이때, 상기 배출수저장탱크(120)에 저장된 물은 수중 또는 외부에 설치된 이송펌프(122)에 의해 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아마이드복합체, 셀룰로오스 아세테이트 또는 폴리비닐디플루오라이드(pvdf)와 같은 고분자재질로 튜브형, 판형(디스크형), 중공사형 또는 나권형으로 제작된 정밀여과기 또는 한외여과기로 이루어진 여과기(130)를 통수하면서 미립자, 미생물, 유기성 물질들을 제거하게 된다.
상기 탈염장치(140)는 여과기(130)에 연결되어 수소자동차 배출수에 함유된 음이온, 양이온 및 총유기성 탄소(TOC)를 제거하여 순수를 제조하는 것으로, 이러한 탈염장치(140)는 혼상식이온교환수지(141) 또는 전기식이온교환수지(142)로 이루어진다.
이때, 상기 여과기(130)를 거친 배출수는 탈염장치(140)의 혼상식이온교환수지장치(141)(Mixed Bed Deionizer; MBD) 또는 전기적이온교환수지(142)(Electrodeionization; EDI)를 순차적으로 통과하면서 물속에 음이온, 양이온 및 총유기성 탄소(TOC) 등을 제거하면 수온 25℃에서 전기전도도(Conductivity)가 0.056㎲-㎝ 이하, 즉 비저항치(Resistivity)인 18㏁-㎝의 초순수(Ultra Pure Water)를 생성하게 된다.
상기 레진트랩필터(150)는 탈염장치(140)에 연결되어 이온교환수지 파편을 제거하는 것으로, 이러한 레진트랩필터(150)는 1.0~0.2㎛의 기공(pore size)으로 하우징내에 내압형카트리지 또는 외압형카트리지를 뎁쓰(Depth), 멤브레인(Membrane), 플리티드(Pleated) 또는 와인딩(Winding)을 방식을 사용하고, 재질은 폴리에틸렌(PE), 폴리슐폰(PS), 폴리슐폰에스테르(PES), 나일론(Nylon), 폴리테크라플루오에틸렌 (Polytetrafluoroethylene : PTFE), 셀룰로스(Cellulose), 폴리프로필렌(PP) 또는 소성금속(sintered metal)으로 채용한다.
상기 순수저장조(160)는 비전도성 섬유상 강화프라스틱(fiber reinforced plastics) 또는 환경호르몬이 검출되지 않는 코폴리에스테르(copolyester)와 같은 내열성 재질로 레진트랩필터(150)에 연결되어 순수를 저장하는 것으로, 이러한 순수저장조(160)에는 저장된 순수를 전기발전부(200), 수소수음용부(300), 수소수가습부(400)로 공급하는 공급펌프(161)가 구비된다.
상기 전기발전부(200)는 정수처리부(100)에서 생성된 순수로부터 수소자동차의 연료인 수소를 생성하여 전기를 생산 공급 및 축전하는 것으로, 이러한 전기발전부(200)는 순수를 고체고분자 전해질막 전기분해(Proton exchange membrane : PEM Electrolyzers), 알카리성 고체고분자 전해질막 전기분해(Alkaline PEM Electrolyzers) 또는 음이온교환막 전기분해(anion exchange membrane : AEM Electrolyzers) 방법으로 전기분해하여 수소를 생성하는 전기분해장치-1(210)과, 상기 전기분해장치-1(210)에 연결되어 수소를 압축하는 수소콤프레셔(220)와, 상기 수소콤프레셔(220)에 연결되어 수소를 저장하는 수소저장조(230)와, 상기 수소저장조(230)에 연결되는 연료전지시스템(240)과, 상기 연료전지시스템(240)에 연결되는 전력전환장치(250). 구동모터(260), 컨버터(270) 및 밧데리(280)로 구성된다.
상기 전기분해장치-1(210)은 순수를 전기분해하여 수소를 생성하는 것으로, 이러한 전기분해장치-1(210)의 전기분해방식은 순수를 고체고분자 전해질막 전기분해(polymer electrolyte membrane Electrolyzers : PEM)로 전기분해를 실행하거나 고분자 전해질 막(PEM)에 보내질 순수에 알카리성 전해질(수산화칼륨이나 수산화나트륨) 용액을 첨가하여 페하(pH)를 8~12로 하여 전극보호와 수소의 발생율을 높이게 하는 알카리성 고체고분자 전해질막 전기분해(Alkaline PEM Electrolyzers), 또는 음이온교환막 전기분해(anion exchange membrane : PEM Electrolyzers) 방법으로 전기분해한다.
이때, 상기 전기분해장치-1(210)은 정수처리부(100)의 레진트랩필터(150)와 순수저장조(160)에 연결되고, 상기 전기분해장치-1(210)에서 생성된 수소는 수소콤프레서(220)로 공급되며, 상기 전기분해장치-1(210)에서 수소와 함께 생성된 산소는 배관을 통하여 차량 실내로 공급되거나 대기중에 방출한다.
상기 전기분해장치-1(210)은 수소자동차의 배출수 품질에 영향을 줄 수 있는 pH, 총용해성 고형물질(Total Dissolved Solids), 음이온(불소, 염소, 황산, 질산, 인산 등), 양이온 (안티몬, 비소, 카드뮬, 납, 구리, 아연, 철, 망간,크롬, 바륨 등) 및 방사성 물질 〔삼중수소, 요오드(131I), 세슘(137Cs) 〕등이 제거된 순수(deionized water)로부터 전기분해로 수소(H2)를 분리하여 수소저장조(230)을 저장되거나 바로 연료전지시스템(240)으로 보내어 연료로 사용한다.
상기 수소콤프레셔(220)는 전기분해장치-1(210)에 연결되어 수소를 가압하는 것으로, 이러한 수소콤프레셔(220)는 전기분해장치-1(210)에서 생성된 수소를 수소저장조(230)에 공급한다.
상기 수소저장조(230) 재질은 금속재질로 라이너한 타입 1(type 1), 금속재질라이너에 유리섬유 복합소재를 이용해 외부를 보강한 타입 2(Type 2), 알루미늄라이너 전체를 탄소섬유복합재료로 보강한 타입 3(Type 3) 또는 플라스틱 같은 비금속라이너에 탄소복합섬유재료로 보강한 타입4(Type 4)을 사용하며 수소콤프레셔(220)에 연결되어 수소를 저장하는 것으로, 이러한 수소저장조(230)에 저장된 수소는 연료전지시스템(240)에 공급된다. 이때, 상기 전기분해장치-1(210)에서 발생된 수소는 곧바로 수소콤프레셔(220)를 이용하여 수소저장조(18)로 보내어 저장된다.
상기 연료전지시스템(240)은 수소이온을 투과시킬 수 있는 고분자막을 전해질로 사용하는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)나 산소 또는 수소 이온을 투과시킬 수 있는 고체산화물을 전해질로 사용하는 고체산화물 연료전지 (Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)로 수소저장조(230)에 연결되는 것으로, 이러한 연료전지시스템(240)에 공급되는 수소는 공기 중 산소와 화학반응으로 전기를 생산하게 된다.
이때, 상기 수소저장조(230)에 저장된 수소는 기존 또는 별도의 연료전지시스템(240)으로 보내어 공기 중 산소(Airborne Oxygen)와 화학반응으로 전기를 발생시키고, 발생된 전기(직류)는 전력전환장치(250)인 인버터에서 전기(교류)를 구동모터(260)로 직접 공급하거나 연료전지시스템(240)의 전기(직류)를 컨버터(270)를 경유하여 기존 밧데리(280)나 또는 보조밧데리를 설치하여 축전할 수 있다.
한편, 상기 수소자동차에 설치된 연료전지시스템(240)외에 신규로 연료전지시스템을 설치하여 전기를 생산할 때 발생된 물은 배출기화탱크(110)로 보내거나 직접 배출수저장탱크(120)로 공급된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 전기발전부(200)는 수소자동차에서 배출되는 배출수로부터 수소를 생성하여 에너지(전기)로 사용하는 것으로, 수소자동차의 배출수를 정수처리한 순수(Deionized water)를 고체고분자 전해질 막 전기분해(Proton exchange membrane : PEM Electrolyzers), 알카리성 고체고분자 전해질 막 전기분해(Alkaline PEM Electrolyzers) 또는 음이온교환막 전기분해(anion exchange membrane : AEM Electrolyzers) 방법을 이용한 전기분해를 통하여 수소(H2)를 생산하여 수소자동차에 장착된 기존 또는 별도로 연료전지시스템(240)을 설치하여 전기를 생산하여 전력전환장치(250)인 인버터를 경유하여 구동모터(260)나 컨버터(270)를 이용하여 기존 밧데리(280) 또는 별도 보조밧데리에 축전하여 사용한다.
또한 새로이 설치한 연료전지시스템(240)에서 발생한 온수는 배출기화탱크(110)을 보내거나 직접 배출수저장탱크(120)로 보내지게 한다.
상기 수소수음용부(300)는 정수처리부(100)에서 생성된 순수로부터 미네랄성분 용출 및 수소수를 생성하여 냉온수소수를 공급하는 것으로, 이러한 수소수음용부(300)는 순수에 미네랄성분이 용출되게 하는 미네랄필터(310)와, 상기 미네랄필터(310)에 연결되어 수소와 산소가 혼합된 수소수를 생성하는 무격막 전기분해장치-2(320)와, 상기 무격막 전기분해장치-2(320)에 연결되어 수소수를 냉수소수 및 온수소수로 변환시키는 열전소자모듈(330)과, 상기 열전소자모듈(330)에 연결되어 냉수소수 및 온수소수를 공급하는 수소수음용기(340)로 구성된다.
상기 미네랄필터(310)는 순수에 미네랄성분이 용출되게 하는 것으로, 이러한 미네랄필터(310)는 순수저장조(160)에 연결되어 공급펌프(161)를 통하여 공급되는 순수에 미네랄성분을 용출시킨다. 이때, 상기 미네랄필터(310)는 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 규소, 철, 망간, 세슘 등이 함유된 맥반석, 세라믹, 활성탄, 실리카와 같은 여재를 그래뉼 또는 구형으로 단일 또는 다종을 혼합하여 기공이 1~50㎛의 부직포나 여과망에 밀폐 충진시켜 배열을 수소자동차의 여건에 따라 상하, 좌우 또는 우좌로 설치하여 순수를 통수시킨다.
상기 전기분해장치-2(320)는 미네랄필터(310)에 연결되어 수소와 산소가 혼합된 수소수를 생성하는 것으로, 이러한 전기분해장치-2(320)는 무격막식(Non-Diaphragm, ND) 방식으로 이루어진다. 이때, 상기 미네랄필터(310)를 거친 순수는 티타늄이나 탄화규소 재질 표면에 백금이 코팅된 양극(+)과 음극(-)을 대칭으로 설치하여 교류(DC)전류를 양극과 음극으로 설정된 시간에 의해 전류가 교번하면서 인가하는 무격막식(Non-Diaphragm, ND) 방식의 전기분해장치-2(320)로 보내진다. 무격막 전기분해를 위해 사용되는 양극(+)의 전극 재질은 활성탄 판이나 SiC판을 사용할 수 있다.
상기 열전소자모듈(330)은 전기분해장치-2(320)에 연결되어 수소수를 냉수소수 및 온수소수로 변환시키는 것으로, 이러한 열전소자모듈(330)은 반도체소자에 전기를 공급해 온도를 제어하는 냉각. 가열원리로 성질이 다른 반도체에 전기를 흐르면 한쪽은 발열, 반대쪽은 냉각되는 펠티어 효과(Peltier Effect)를 이용하고 냉수소수 및 온수소수를 수소수음용기(340)로 공급한다.
이때, 상기 전기분해장치-2(320)에서 발생된 수소와 산소가 용해된 수소수는 통수상태에서도 발생할 수도 있고, 상기 전기분해장치-2(320)내에서 일정시간 전기분해를 실시 후 곧장 수소수를 내열성 플라스틱, 티타늄 또는 스텐레스 스틸 재질을 사용하여 열전소자모듈(330)로 보내어 차갑거나 뜨거운 수소수를 생성할 수 있게 하고 차량내에서 냉. 온수소수 코크를 개방하여 음용시 용존수소농도를 알수 있는 계측기를 설치하여 디스플레이 되게 한다.
상기 수소수음용기(340)는 열전소자모듈(330)에 연결되어 냉수소수 및 온수소수를 공급하는 것으로, 이러한 수소수음용기(340)는 수소자동차의 보닛(본넷트), 트렁크, 리어윈드실드 밑 또는 시트하부에 설치된다. 이때, 상기 수소자동차 탑승자는 수소수음용기(340)를 통해 냉수소수 및 온수소수를 선택하여 음용할 수 있다.
한편, 수소자동차에서 발생된 배출수는 깨끗하여 안전하게 마실 수 있는 물로 홍보가 되고 있다.
물론 우리가 매일 살아가면서 호흡하는 지구를 둘러싼 건조한 공기는 대략 질소가 약 78%, 산소가 21%이고 그 외에 이산화탄소, 헬륨, 아르곤 등의 희소 기체가 포함되어 있으며, 수증기를 제외한 공기 성분은 약 80km까지 거의 일정하지만 수소자동차가 운행하는 지역(예를 들면 대기오염 발생 산업 및 인구 밀집 등)에 따라 배출수의 품질도 달라진다.
즉, 수소자동차의 배출수에는 질소 외에도 연료전지시스템(240)으로 유입된 공기의 질에 따라서 휘발성 성분이나 중금속 그리고 방사선 물질이 함유되어 함께 배출될 수 있다.
수소자동차에서 발생한 물이 대기중으로 배출될 때 전기전도도는 수온 25℃에서 0.1micromhos-cm(또는 비저항치로 1㏁-cm) 이하로 순수(Pure Water)는 우리가 살고 있는 도시의 대기중에는 황산이온(SO4 2-), 질산이온(NO3 -) 및 염소이온(Cl-) 등의 음이온과 수소이온(H+), 나트륨이온(Na+), 칼륨이온(K+), 마그네슘이온(Mg2 +), 칼슘이온(Ca2+) 및 암모늄이온(NH4 +) 등의 양이온 그리고 이산화탄소(CO2) 및 휘발성 성분 등을 흡수하여 pH는 5.0 전후를 나타낸다.
이러한 오염물질들은 인구밀집지역이나 석유화학산업공단 등에서 내리는 빗물의 경우를 보면 pH가 4.5 이하인 산성비로 내리기도 한다.
<참고문헌>
1). Producing drinking water from hydrogen fuel cells
Kiril D. Hristovski, Brindha Dhanasekaran, Juan E. Tibaquira ´, Jonathan D. Posner and Paul K. Westerhoff
2). Generating Potable Water from Fuel Cell Technology
Juan E. Tibaquir
Figure 112019044907671-pat00001
Associate Professor, Universidad Tecnol
Figure 112019044907671-pat00002
gica de Pereira. Colombia
3). 산성비(김준호, 서울대학교 출판부)
최근 수소자동차 메이커에서는 수소자동차가 보급이 되면 주행중에 배출되는 물을 사막과 같은 야외에서도 안전하게 신선하고 맛있는 물을 마실 수 있다고 직접 마시면서 홍보를 하고 있고, 2014년 5월, 일본 자동차 메이커인 혼다는 호주에서 수소자동차에서 배출되는 물은 순수하고 깨끗하여 마실 수 있다는 발표와 함께 포장된 제품으로 시음을 홍보하고 있다.
그러나 우리가 호흡하고 살고 있는 대기(공기)는 인구과밀화, 기후온난화, 그리고 산업고도화로 질소와 산소 외에도 황사, 미세먼지, 탄소성분(유기탄소, 원소탄소), 이온성분(황산염, 질산염, 암모늄), 광물성분 등이 함유되어 있는데도 수소자동차 메이커들은 부유성 물질, 수분 및 먼지 등만을 제거하는 장치만을 설치하여 연료전지시스템(240)으로 공급하고 있다. 따라서 대기(공기)의 질은 인구밀집이나 산업화에 따라 달라서 특정지역을 제외하고는 수소자동차의 배출수를 바로 마실 경우 건강 및 안전성에 문제가 있다.
이와 같이 수소자동차에서 배출되는 배출수를 바로 음용하는 것은 문제가 있기 때문에, 본 발명에서는 수소자동차 배출수에 함유된 각종 유해성 물질을 제거하고, 인체에 유익한 미네랄성분이 함유된 물을 전기분해를 통하여 각종세균을 제거는 물론 수소가 함유된 기능성 냉수소수 또는 온수소수를 제공하여 건강과 뷰티에 도움을 주기 위한 것이다.
상기 수소수가습부(400)는 정수처리부(100)에서 생성된 순수와 전기발전부(200)에서 생성된 수소를 수소자동차의 실내에 설치된 가습기(410)로 공급하는 것으로, 이러한 수소수가습부(400)는 순수저장조(160)의 공급펌프(161)를 통하여 순수를 수소자동차의 실내에 설치된 가습기(410)에 사용하므로 시중에서 시판되는 기존의 가습기가 물속에 미생물(바이러스 및 세균)서식으로 인한 슬라임(slime)과 칼슘, 마그네슘, 철과 같은 미네랄로 인한 물 때(incrustation)을 근원적으로 해결할수 있어 사회적으로 문제된 가습기 살균제 사건과 과 같은 문제를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 기존의 가습기에서 사용되는 수돗물 등에 함유된 미네랄성분이 분무(미스트)시에 공기와 접촉하여 건강에 해가 되는 미세먼지 발생도 방지할수 있으며 실내 습도 조절, 실내공기내에 활성산소 및 각종 냄새 등을 제거하여 건강에 도움을 준다. 이때, 상기 가습기(410)는 순수저장조(160)와 수소저장조(230)에 연결된다.
상기 수소흡입부(500)는 전기발전부(200)에서 생성된 수소를 수소자동차의 실내로 공급하는 것으로, 이러한 수소흡입부(500)는 수소자동차의 실내에 설치되고, 수소흡입부(500)는 수소저장조(230)에 연결된다.
이때, 상기 전기분해장치-1(210)에서 발생한 수소 또는 수소저장조(230)의 수소를 수소자동차의 실내에서 수소흡입부(500)를 통해 탑승자가 용이하게 나잘캐뉼라를 통하여 쉽게 흡입할 수 있으므로 각종 질병예방 및 건강증진에 도움을 줄 수 있다. 수소를 흡입할 경우 수소가스 농도를 조절하는 밸브를 장착하고 수소가스농도, 유량 과 수소흡입 시간을 설정이 가능하도록 계측기(측정기)와 디스플레이가 부착된 콘트롤러를 설치하여 한 명 또는 다수인이 동시에 흡입이 가능하도록 차량내에 스텐레스 스틸과 같은 금속성 배관 및 개별 밸브를 설치한다. 한편, 본 발명에 따르면 수소자동차의 주행시 차량내에서 수소를 흡입, 가습, 음용을 할 때 콘트롤러에서 수소 흡입 및 가습 농도 조절, 냉온수소수의 생성시간 및 온도를 조절할 수 있고, 상기 콘트롤러에는 차량내 수소농도가 발화하한치인 4.0%(40,000ppm) 이하로 관리되도록 가스누설 알람 경보기능이 구비될 수 있다.
참고로, 본 발명은 수소자동차에서 배출되는 배출수로부터 수소를 생성하여 건강에 이용하는 것으로, 수소(H2)는 천연물질로 자연에서 뛰어난 항산화제로 일본 후생노동성은 1995년부터 수소를 모든 분야에서 사용을 허용하고 있고, 미국 FDA는 2014년부터 그리고 우리나라 식품의약품 안전처에서도 수소(H2)가 함유된 물을 2015년부터 음용으로 허용하고 있다.
수소(H2)가 건강관련하여 인간에게 본격적으로 알려지게 된 것은 2007.5.8., 세계의학 전문지인 내이처 메디신(Nature Medicine)에 일본의대 이쿠로 오사와 (Ikuroh Ohsawa) 교수팀이 인체내 유해한 (독성) 활성산소인 하이드록실 라디칼(
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OH)과 수소(H2)가 선택적으로 결합하여 물로 배출한다는 발표 이후 2018년 말 기준으로 170개 질병 관련 1,000여 편의 수소의학연구논문(동물 및 임상시험)이 발표되고 있으며, 특히 우리가 살아가면서 예상치 못하게 발생하는 뇌질환 (뇌출혈, 뇌경색, 치매 등) 및 심장마비 환자에게 수소(H2)가스를 0.5%~4% 농도로 흡입하게 하므로 환자들이 후유증 없이 본래의 상태로 완치되어 일상생활을 가능케 한다는 임상연구 보고로 2016.12에 일본 후생노동성은 수소가스 흡입을 허용과 함께 일본은 15개 종합병원에서 이러한 환자들을 대상으로 임상시험을 진행하고 있으며, 빠르면 2019년 상반기에 임상시험 결과 발표와 함께 의료보험에 포함을 추진하고 있다는 언론(TV, 신문등)에서 보도가 되고 있다.
미국 과학자들은 심해잠수사들이 해저에서 호흡을 위해 혼합가스(산소와 헬룸) 실험을 하여왔고 이후 각국에서 수소를 혼합가스로 사용을 시도하였으며, 1944년 스웨덴 해군이었던 Arne Zetterstrom이 산소와 수소 혼합가스로 해저 잠수에 성공하므로 수소의 안전성은 입증이 되었다.(Zetterstrom,A. 1948. Deep sea diving with synthetic gas mix- tures. MilMed 103 : 104-106.)
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상기 세차부(600)는 수소자동차에서 배출되는 배출수를 세차용수로 공급하는 것으로, 이러한 세차부(600)는 배출수저장탱크(120)에 호스로 연결된다. 이때, 상기 세차부(600)는 수소자동차의 트렁크 또는 설치가 용이한 다른 부위에 다목적 스프레이건과 연결호스가 내장되는 것으로, 이러한 세차부(600)의 호스에는 이송펌프(122)로 배출수를 분무시킬 수 있도록 다목적 스프레이건에 연결되기 때문에, 세차는 물론이고 야외에서 위생용수, 농작물 및 화훼 등에 보조급수로도 활용할 수 있다.
따라서 이러한 본 발명은 정수처리부(100)로 수소자동차에서 배출되는 배출수를 처리하여 오염물질이 제거된 순수를 생성할 수 있고, 전기발전부(200)로 정수처리부(100)에서 생성된 순수로부터 수소자동차의 연료인 수소를 생성하여 전기를 생산 및 축전할 수 있는 장점이 있다.
또한 이러한 본 발명은 수소수음용부(300)로 냉수소수 또는 온수소수를 공급하여 탑승자가 음용할 수 있고, 수소수가습부(400)로 수소자동차의 실내를 수소가습하여 차량내 공기를 정화할 수 있으며, 수소흡입부(500)로 수소자동차의 실내에 수소를 공급하여 탑승자들이 흡입할 수 있기 때문에 실내의 공기를 신선하고 상쾌하게 하는 장점이 있다.
또한 이러한 본 발명은 세차부(600)로 수소자동차에서 배출되는 배출수를 세차용수로 공급하여 세차할 수 있는 장점이 있다.
그리고 이러한 본 발명은 배출수가 노면 등에 떨어지지 않으므로 수막이나 동결 등으로 인한 도로상 차량의 미끄럼을 안전하게 예방할 수 있고, 배출수가 주행시 다른 차량이나 보행자에게 튀는 것을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
100 : 정수처리부 110 : 배출수기화탱크
111 : 히터 112 : 배기관
113 : 자동밸브 120 : 배출수저장탱크
121 : 자동벤트 122 : 이송펌프
130 : 여과기 140 : 탈염장치
141 : 혼상식이온교환수지 142 : 전기식이온교환수지
150 : 레진트랩필터 160 : 순수저장조
161 : 공급펌프 200 : 전기발전부
210 : 전기분해장치-1 220 : 수소콤프레셔
230 : 수소저장조 240 : 연료전지시스템
250 : 전력전환장치 260 : 구동모터
270 : 컨버터 280 : 밧데리
300 : 수소수음용부 310 : 미네랄필터
320 : 전기분해장치-2 330 : 열전소자모듈
340 : 수소수음용기 400 : 수소수가습부
410 : 가습기 500 : 수소흡입부
600 : 세차부

Claims (6)

  1. 수소자동차에서 배출되는 배출수를 처리하여 오염물질이 제거된 순수를 생성하는 정수처리부(100);
    상기 정수처리부(100)에서 생성된 순수로부터 수소자동차의 연료인 수소를 생성하여 전기를 생산 공급 및 축전하는 전기발전부(200);
    상기 정수처리부(100)에서 생성된 순수로부터 미네랄성분 용출 및 수소수를 생성하여 냉온수소수를 공급하는 수소수음용부(300);
    상기 정수처리부(100)에서 생성된 순수와 전기발전부(200)에서 생성된 수소를 수소자동차에 설치된 가습기(410)로 공급하는 수소수가습부(400);
    상기 전기발전부(200)에서 생성된 수소를 수소자동차의 실내로 공급하는 수소흡입부(500);
    상기 수소자동차에서 배출되는 배출수를 세차용수로 공급하는 세차부(600)를 포함하는 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정수처리부(100)는 수소자동차에서 배출되는 배출수를 수용하는 배출수기화탱크(110)와, 상기 배출수기화탱크(110)에 연결되어 배출수를 저장하는 배출수저장탱크(120)와, 상기 배출수저장탱크(120)에 연결되어 배출수에 함유된 미립자, 미생물, 유기성 물질을 제거하는 여과기(130)와, 상기 여과기(130)에 연결되어 배출수에 함유된 음이온, 양이온 및 총유기성 탄소(TOC)를 제거하여 순수를 생성하는 탈염장치(140)와, 상기 탈염장치(140)에 연결되어 이온교환수지 파편을 제거하는 레진트랩필터(150)와, 상기 레진트랩필터(150)에 연결되어 순수를 저장하는 순수저장조(160)로 구성된 것을 특징으로 하는 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배출수저장탱크(120)에는 자동벤트(121)와 가변형 이송펌프(122) 및 수위조절기가 구비되고, 상기 배출수기화탱크(110)에는 배출수저장탱크(120)의 수위조절기와 연동하는 히터(111)가 구비되며, 상기 순수저장조(160)에는 저장된 순수를 전기발전부(200), 수소수음용부(300), 수소수가습부(400)로 공급하는 공급펌프(161)가 구비된 것을 특징으로 하는 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 탈염장치(140)는 혼상식이온교환수지(141) 또는 전기식이온교환수지(142)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기발전부(200)는 순수를 고체고분자 전해질 막 전기분해, 알카리성 고체고분자 전해질 막 전기분해 또는 음이온교환막 전기분해 방법으로 전기분해하여 수소를 생성하는 전기분해장치-1(210)과, 상기 전기분해장치-1(210)에 연결되어 수소를 압축하는 수소콤프레셔(220)와, 상기 수소콤프레셔(220)에 연결되어 수소를 저장하는 수소저장조(230)와, 상기 수소저장조(230)에 연결되는 연료전지시스템(240)과, 상기 연료전지시스템(240)에 연결되는 전력전환장치(250), 구동모터(260), 컨버터(270) 및 밧데리(280)로 구성된 것을 특징으로 하는 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소수음용부(300)는 순수에 미네랄성분이 용출되게 하는 미네랄필터(310)와, 상기 미네랄필터(310)에 연결되어 수소와 산소가 혼합된 수소수를 생성하는 무격막 전기분해장치-2(320)와, 상기 무격막 전기분해장치-2(320)에 연결되어 수소수를 냉수소수 및 온수소수로 변환시키는 열전소자모듈(330)과, 상기 열전소자모듈(330)에 연결되어 냉수소수 및 온수소수를 공급하는 수소수음용기(340)로 구성된 것을 특징으로 하는 수소자동차 배출수의 다목적 활용장치.
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