KR102448960B1 - Hydrogen fuel cell vehicle and environment for circulating hydrogen peroxide - Google Patents
Hydrogen fuel cell vehicle and environment for circulating hydrogen peroxide Download PDFInfo
- Publication number
- KR102448960B1 KR102448960B1 KR1020210125840A KR20210125840A KR102448960B1 KR 102448960 B1 KR102448960 B1 KR 102448960B1 KR 1020210125840 A KR1020210125840 A KR 1020210125840A KR 20210125840 A KR20210125840 A KR 20210125840A KR 102448960 B1 KR102448960 B1 KR 102448960B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hydrogen
- hydrogen peroxide
- tank
- fuel cell
- storage tank
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/70—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by fuel cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
- B60K15/03—Fuel tanks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
- B60K15/03—Fuel tanks
- B60K15/063—Arrangement of tanks
- B60K15/067—Mounting of tanks
- B60K15/07—Mounting of tanks of gas tanks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Abstract
Description
본 개시는 수소 연료 자동차 및 과산화수소 순환 시스템에 관한 것으로, 자세하게는 과산화수소로부터 수소를 획득하여 전기를 생성하는 수소 연료 자동차 및 수소 연료 자동차에서 과산화수소를 포집하여 이를 수소 충전소로 순환시키는 과산화수소 순환 시스템에 관한 것이다.The present disclosure relates to a hydrogen fuel vehicle and a hydrogen peroxide circulation system, and more particularly, to a hydrogen peroxide circulation system that captures hydrogen peroxide in a hydrogen fuel vehicle and a hydrogen fuel vehicle that generates electricity by obtaining hydrogen from hydrogen peroxide and circulates it to a hydrogen charging station .
화석 연료를 동력원으로 사용하는 경우 환경 문제가 발생하여, 친환경 에너지로 전기 에너지를 사용하려는 시도가 늘고 있다. 수소를 산화시킬 때 발생하는 에너지를 전기로 변환시키는 수소 연료 전지가 최근 대두되고 있다. 수소를 연료로 쓰기 위해서는 수소가 필요한데, 수소를 제조하는 방법에는 근본적인 문제가 있다. 예를 들어, 화석 연료로부터 수소를 얻는다면 환경 문제가 동일하게 발생할 수 있다.When fossil fuels are used as power sources, environmental problems occur, and attempts to use electric energy as eco-friendly energy are increasing. A hydrogen fuel cell that converts energy generated when hydrogen is oxidized into electricity has recently emerged. Hydrogen is required to use hydrogen as a fuel, but there is a fundamental problem in the method of producing hydrogen. For example, obtaining hydrogen from fossil fuels can cause the same environmental problems.
본 개시는 과산화수소로부터 수소를 얻어 이산화탄소 발생없이 수소를 얻을 수 있고, 생성한 수소를 이용하여 전기를 얻는 수소 연료 자동차 및 수소 연료 장치로부터 다시 과산화수소를 포집하여 재사용할 수 있는 과산화수소 순환 시스템을 제공한다.The present disclosure provides a hydrogen peroxide circulation system that can obtain hydrogen from hydrogen peroxide to obtain hydrogen without generating carbon dioxide, and can collect and reuse hydrogen peroxide from a hydrogen fueled vehicle and a hydrogen fuel device that obtain electricity using the generated hydrogen.
본 개시의 일 형태에 의하면, 수소 연료 자동차는 수소를 저장하는 수소 탱크; 상기 수소 탱크로부터 수소를 공급받아 전기를 생산하고 과산화수소를 생성하도록 구성된 연료 전지; 상기 과산화수소를 저장하고 외부로 상기 저장된 과산화수소를 공급 가능하도록 구성된 과산화수소 저장 탱크; 상기 수소 탱크 및 상기 과산화 수소 저장 탱크와 각각 독립적으로 연결되고, 외부의 충전소와 연결 가능하도록 구성된 연결부; 상기 연료 전지에서 생산된 전기를 공급받아 작동하는 모터; 및 상기 모터를 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.According to one aspect of the present disclosure, a hydrogen fueled vehicle includes: a hydrogen tank for storing hydrogen; a fuel cell configured to receive hydrogen from the hydrogen tank to produce electricity and to generate hydrogen peroxide; a hydrogen peroxide storage tank configured to store the hydrogen peroxide and supply the stored hydrogen peroxide to the outside; a connection part independently connected to the hydrogen tank and the hydrogen peroxide storage tank, and configured to be connectable to an external charging station; a motor operated by receiving electricity generated from the fuel cell; and a controller configured to control the motor.
일 실시예에 따르면, 상기 과산화수소 저장 탱크는 탈착 가능하도록 구성될 수 있다. According to one embodiment, the hydrogen peroxide storage tank may be configured to be detachable.
일 실시예에 따르면, 상기 수소 탱크는 외부의 충전소로부터 상기 수소를 공급받아 저장하도록 구성되고, 상기 과산화수소 저장 탱크는 상기 외부의 충전소로 상기 과산화수소 저장 탱크에 저장된 과산화수소를 공급하도록 구성될 수 있다. According to one embodiment, the hydrogen tank is configured to receive and store the hydrogen supplied from an external charging station, and the hydrogen peroxide storage tank may be configured to supply the hydrogen peroxide stored in the hydrogen peroxide storage tank to the external charging station.
일 실시예에 따르면, 상기 수소 탱크는 외부의 충전소로부터 상기 수소를 공급받아 저장하도록 구성되고, 상기 과산화수소 저장 탱크는 상기 외부의 충전소로 상기 과산화수소 저장 탱크에 저장된 과산화수소를 공급하도록 구성되며, 상기 수소 탱크가 상기 수소를 공급받는 동안, 상기 과산화수소 저장 탱크는 상기 저장된 과산화수소를 상기 충전소에 공급하도록 구성될 수 있다. According to one embodiment, the hydrogen tank is configured to receive and store the hydrogen from an external charging station, and the hydrogen peroxide storage tank is configured to supply the hydrogen peroxide stored in the hydrogen peroxide storage tank to the external charging station, the hydrogen tank While being supplied with the hydrogen, the hydrogen peroxide storage tank may be configured to supply the stored hydrogen peroxide to the charging station.
본 개시의 일 형태에 따르면, 과산화수소 순환 환경은, 수소 연료 자동차 및 수소 충전소를 포함한다. 수소 연료 자동차는 수소를 저장하는 제1 수소 탱크; 상기 제1 수소 탱크로부터 수소를 공급받아 전기를 생산하고 과산화수소를 생성하도록 구성된 연료 전지; 상기 과산화수소를 저장하고 외부로 상기 저장된 과산화수소를 공급 가능하도록 구성된 제1 과산화수소 저장 탱크; 상기 연료 전지에서 생산된 전기를 공급받아 작동하는 모터; 및 상기 모터를 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다. 수소 충전소는 과산화수소를 저장하도록 구성된 제2 과산화수소 저장 탱크; 상기 제2 과산화수소 저장 탱크로부터 과산화수소를 공급받아 산소와 수소로 개질하는 개질기; 상기 개질기로부터 산소를 공급받아 저장하는 산소 탱크; 상기 개질기로부터 수소를 공급받아 저장하고 상기 수소 연료 자동차로 수소를 공급하도록 구성된 제2 수소 탱크를 포함한다. According to one aspect of the present disclosure, the hydrogen peroxide circulation environment includes a hydrogen fueled vehicle and a hydrogen refueling station. The hydrogen fueled vehicle includes: a first hydrogen tank for storing hydrogen; a fuel cell configured to receive hydrogen from the first hydrogen tank to produce electricity and to generate hydrogen peroxide; a first hydrogen peroxide storage tank configured to store the hydrogen peroxide and supply the stored hydrogen peroxide to the outside; a motor operated by receiving electricity generated from the fuel cell; and a controller configured to control the motor. The hydrogen filling station includes a second hydrogen peroxide storage tank configured to store hydrogen peroxide; a reformer for receiving hydrogen peroxide from the second hydrogen peroxide storage tank and reforming it with oxygen and hydrogen; an oxygen tank receiving and storing oxygen from the reformer; and a second hydrogen tank configured to receive and store hydrogen supplied from the reformer and supply hydrogen to the hydrogen fuel vehicle.
일 실시예에 따르면, 과산화수소 순환 환경은 교환기를 더 포함하고, 상기 교환기는 상기 제1 과산화 수소 탱크로부터 상기 제2 과산화수소 저장 탱크로 저장된 과산화수소를 공급하고, 상기 제2 수소 탱크로부터 상기 제1 수소 탱크로 저장된 수소를 공급하도록 구성될 수 있다. According to one embodiment, the hydrogen peroxide circulating environment further comprises an exchanger, wherein the exchanger supplies stored hydrogen peroxide from the first hydrogen peroxide tank to the second hydrogen peroxide storage tank, and from the second hydrogen tank to the first hydrogen tank It can be configured to supply hydrogen stored as
일 실시예에 따르면, 상기 교환기는 상기 제1 과산화 수소 탱크로부터 상기 제2 과산화수소 저장 탱크로 저장된 과산화수소를 공급하는 동안, 상기 제2 수소 탱크로부터 상기 제1 수소 탱크로 저장된 수소를 공급하도록 구성될 수 있다. According to an embodiment, the exchanger may be configured to supply stored hydrogen from the second hydrogen tank to the first hydrogen tank while supplying the stored hydrogen peroxide from the first hydrogen peroxide tank to the second hydrogen peroxide storage tank have.
본 개시의 일 형태에 따르면 과산화수소를 순환시켜 사용하는 장치는, 수소를 이용하여 전기를 생산하고 과산화수소를 생성하도록 구성된 연료 전지; 상기 과산화수소를 저장하고 외부로 상기 저장된 과산화수소를 공급 가능하도록 구성된 과산화수소 저장 탱크; 상기 연료 전지에서 생산된 전기를 공급받아 작동하는 부하; 상기 저장된 과산화수소를 개질하여 산소 및 수소를 생성하는 개질기; 상기 개질기로부터 생성된 산소를 저장하는 산소 탱크; 상기 개질기로부터 생성된 수소를 저장하고 상기 연료 전지에 수소를 공급하도록 구성된 수소 탱크; 및 상기 부하를 제어하고 부하에 전기를 공급하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.According to one aspect of the present disclosure, an apparatus for circulating and using hydrogen peroxide includes: a fuel cell configured to use hydrogen to generate electricity and to generate hydrogen peroxide; a hydrogen peroxide storage tank configured to store the hydrogen peroxide and supply the stored hydrogen peroxide to the outside; a load operated by receiving electricity generated from the fuel cell; a reformer for reforming the stored hydrogen peroxide to generate oxygen and hydrogen; an oxygen tank for storing oxygen generated from the reformer; a hydrogen tank configured to store hydrogen generated from the reformer and supply hydrogen to the fuel cell; and a controller configured to control the load and supply electricity to the load.
과산화수소로부터 수소를 얻어 이산화탄소 발생없이 수소를 얻을 수 있고, 생성한 수소를 이용하여 전기를 얻는 수소 연료 장치로부터 다시 과산화수소를 포집하여 버려지는 수소가 없어 사용 효율을 높일 수 있는 과산화수소 순환 시스템을 제공한다.Provided is a hydrogen peroxide circulation system that can obtain hydrogen from hydrogen peroxide without generating carbon dioxide, and can increase use efficiency by collecting hydrogen peroxide again from a hydrogen fuel device that obtains electricity using the generated hydrogen, and there is no wasted hydrogen.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 과산화수소 순환 환경의 개념도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 과산화수소를 생산하는 연료 전지의 개념도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 과산화수소를 생산하는 연료 전지를 장착한 자동차의 블록도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 과산화수소를 생산하는 연료 전지를 장착한 장치의 블록도이다.1 is a conceptual diagram of a hydrogen peroxide circulation environment according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a conceptual diagram of a fuel cell for producing hydrogen peroxide according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a block diagram of a vehicle equipped with a fuel cell for producing hydrogen peroxide according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a block diagram of an apparatus equipped with a fuel cell for producing hydrogen peroxide according to an embodiment of the present disclosure.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 상세히 설명하도록 한다. 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대해 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In describing the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, a detailed description thereof will be omitted. In addition, the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the technical spirit of the present disclosure is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the technical spirit of the present disclosure to those skilled in the art.
본 개시에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the techniques described in the present disclosure are not intended to be limited to specific embodiments, and include various modifications, equivalents, and/or alternatives of the embodiments of the present disclosure.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like components.
본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다. 본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.In the present disclosure, expressions such as “have,” “may have,” “include,” or “may include” indicate the presence of a corresponding characteristic (eg, a numerical value, function, operation, or component such as a part). and does not exclude the presence of additional features. In this disclosure, expressions such as “A or B,” “at least one of A and/and B,” or “one or more of A or/and B” may include all possible combinations of the items listed together. . For example, "A or B," "at least one of A and B," or "at least one of A or B" means (1) includes at least one A, (2) includes at least one B; Or (3) it may refer to all cases including both at least one A and at least one B.
본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.As used in the present disclosure, expressions such as “first,” “second,” “first,” or “second,” may modify various elements, regardless of order and/or importance, and refer to one element. It is used only to distinguish it from other components, and does not limit the components.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.A component (eg, a first component) is "coupled with/to (operatively or communicatively)" to another component (eg, a second component) When referring to "connected to", it should be understood that the certain element may be directly connected to the other element or may be connected through another element (eg, a third element). On the other hand, when it is said that a component (eg, a first component) is "directly connected" or "directly connected" to another component (eg, a second component), the component and the It may be understood that other components (eg, a third component) do not exist between other components.
본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것 만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서," A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 모듈"은 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.The expression "configured to (or configured to)" as used in this disclosure depends on the context, for example, "suitable for," "having the capacity to" ," "designed to," "adapted to," "made to," or "capable of." The term “configured (or configured to)” may not necessarily mean only “specifically designed to” hardware. Instead, in some circumstances, the expression “a device configured to” may mean that the device is “capable of” with other devices or parts. For example, the phrase "a processor configured (or configured to perform) A, B, and C," a module configured (or configured to perform) A, B, and C," refers to a dedicated processor (eg, : embedded processor) or a generic-purpose processor (eg, CPU or application processor) capable of performing corresponding operations by executing one or more software programs stored in a memory device.
본 개시에 기재된 선행 문헌은 그 전체가 본 개시에 결합된다. Prior documents described in this disclosure are incorporated herein by reference in their entirety.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 과산화수소 순환 환경(100)의 개념도이다. 도 1을 참조하면, 환경(100)은 충전소(110), 연료 전지 장치(120) 및 교환기(130)를 포함한다. 충전소(110)은 연료 전지의 연료인 수소를 생산하고 저장할 수 있다. 연료 전지 장치(120)는 수소를 공급받아, 수소로부터 전기를 생산하고, 이를 이용하여 작동할 수 있다. 교환기(130)는 충전소(110)로부터 연료 전지 장치(120)로 수소를 공급하거나, 연료 전지 장치(120)로부터 충전소(110)로 과산화수소를 공급하는데 사용되는 장치이다. 1 is a conceptual diagram of a hydrogen
충전소(110)는 과산화수소 저장 탱크(112), 개질기(114), 산소 탱크(116) 및 수소 탱크(118)를 포함한다. 과산화수소 저장 탱크(112)는 과산화수소를 저장한다. 과산화수소 저장 탱크(112)는 일정 온도 및/또는 압력이 유지되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 온도 측정 센서(도시하지 않음) 및/또는 압력 센서가 구비될 수 있다. 과산화수소는 일반적으로 인체에 무해한 무독성이며, 대기와의 화학적 반응성이 없고, 낮은 증발압력(90wt.농도인 경우 30℃에서 0.2kPa)과 높은 비열(100wt.% 농도에서 2.52J/g·℃을 갖고 있다. 과산화수소는 상온에서 액체상태를 유지하며 적절한 용기에서 장기간 보관이 가능하다. 과산화수소 저장 탱크(112)에 저장된 과산화수소는 개질기(114)에 공급된다. 개질기(114)는 과산화수소를 산소와 수소로 개질하도록 구성된다. 개질기(114)는 히터, 온도 센서, 교반기, 노즐 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 개질기(114)는 촉매를 이용하여 과산화수소를 산소와 수소로 개질할 수 있다. 충전소(110)는 외부의 장치로 산소 및/또는 수소를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 충전소(110)는 산소를 판매하거나, 수소를 연료 전지로 사용하는 장치로 공급할 수 있다. The
일 실시예에서, 개질기(114)는 과산화수소를 물과 산소로 분해하고, 물을 수소와 산소로 분해시키는 2단계 공정을 통해 산소와 수소로 개질할 수 있다. 과산화수소를 물과 산소로 분해하고, 물을 수소와 산소로 분해시키는 공정은 종래에 잘 알려져 있어 자세한 설명은 생략한다. In one embodiment, the
일 실시예에서, 개질기(114)는 과산화수소를 탄화수소의 자열개질을 위한 물질로 사용하여 수소를 생성할 수 있다. 예를 들어, 과산화수소를 단열 분해하여 산소 및 기화된 과산화수소를 생성시키고, 이를 이용해 탄화수소를 개질하여 수소를 생성할 수 있다. In one embodiment, the
일 실시예예서, 개질기(114)는 과산화수소를 산소와 수소로 바로 개질할 수 있다. 예를 들어, 인산(H3PO4)을 함유하는 과산화수소 용액에 금속을 사용하지 않는 분말 촉매(metal-free powder catalyst)를 넣고 광을 조사하여 과산화수소에서 바로 수소를 추출할 수 있다. 예를 들어, 그래핀 양자점을 적재한 질화 탄소(graphitic carbon nitride loaded with graphene quantum dots, GQDs/g-C3N4)를 공동 촉매로 하여 태양 광을 조사하는 방법으로 과산화수소에서 수소를 생성할 수 있다. 일반적으로 광촉매로 금속 또는 금속 산화물을 사용하면, 표면에서 과산화수소가 물과 산소로 분해되지만, 금속을 사용하지 않는 촉매는 가시 광선을 흡수해 여기하여 정공과 여기된 전자를 생성한다. 정공은 과산화수소를 산화하여 산소를 생성하고, 여기 전자는 수소 이온을 환원하여 수소 기체를 생성할 수 있다. In one embodiment, the
개질기(114)에서 생성된 산소와 수소는 각각 산소 탱크(116) 및 수소 탱크(118)에 저장된다. Oxygen and hydrogen generated in the
연료 전지 장치(120)는 과산화수소 저장 탱크(122), 수소 탱크(124) 및 연료 전지(126)를 포함한다. 연료 전지 장치(120)는 수소를 연료로 하여 연료 전지(126)에서 얻어지는 전기를 동력으로 이용한 장치를 포함한다. 예를 들어, 연료 전지 장치(120)는 수소 연료 자동차, 집, 열차, 배, 발전소 등 연료 전지를 사용하는 모든 장치를 포함할 수 있다. The
수소 탱크(124)는 수소를 저장하도록 구성된다. 수소 탱크(124)는 일정 온도 및/또는 압력이 유지되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 온도 측정 센서(도시하지 않음) 및 압력 센서가 구비될 수 있다. 수소 탱크(124)로부터 연료 전지(126)로 수소가 전달된다. 연료 전지(126)는 수소로부터 전기를 생산하고, 연료 전지 장치(120)는 이를 동력으로 작동하도록 구성된다. 연료 전지(126)는 수소로부터 전기를 생산하고, 부산물로 과산화수소를 생성한다. 연료 전지(126)에서 생성된 과산화수소는 과산화수소 저장 탱크(122)에 저장된다. 연료 전지 장치(120)는 연료 전지 장치(120)로부터 탈착 가능하도록 구성된다. 연료 전지 장치(120)는 과산화수소 저장 탱크(122)에 저장된 과산화수소를 충전소(110)에 판매할 수 있다. The
일 실시예에서, 연료 전지 장치(120)는 과산화수소 저장 탱크(122)에 저장된 과산화수소를 충전소(110)에 판매할 수 있다. 연료 전지 장치(120)는 충전소(110)로부터 수소를 구입할 때 과산화수소를 충전소(110)에 판매하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 과산화수소 저장 탱크(122)는 펌프(도시하지 않음)를 포함하고, 컨트롤러의 제어에 의해 상기 펌프가 작동하여 과산화수소 저장 탱크(122)에 저장된 과산화수소가 충전소(110)로 공급될 수 있다. In an embodiment, the
교환기(130)는 충전소(110)로부터 연료 전지 장치(120)로 수소를 공급하거나, 연료 전지 장치(120)로부터 충전소(110)로 과산화수소를 공급하도록 구성된다. 예를 들어, 교환기(130)는 충전소(110)로 공급되는 과산화수소의 양 및 연료 전지 장치(120)로 공급되는 수소의 양을 측정하도록 구성될 수 있다. 교환기(130)는 측정된 수소 및 과산화수소의 양에 기초하여 교환된 수소와 과산화수소의 가격을 표시하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 교환기(130)는 2개의 노즐(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 하나의 노즐은 수소 공급을 위한 노즐이고, 다른 하나의 노즐은 과산화수소의 공급을 위한 노즐일 수 있다. 2개의 노즐은 독립적으로, 수소의 공급과 과산화수소의 공급은 독립적으로 이루어질 수 있고, 이와 다르게 동시에 수행될 수 있다. The
일 실시예에서, 충전소(110)로부터 수소 탱크(124)로 수소를 공급하기 위해, 연료 전지 장치(120)는 수소 연료 라인(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 또, 과산화수소 저장 탱크(122)로부터 충전소(110)에 과산화수소를 공급하기 위해 과산화수소용 라인(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 수소 연료 라인 및 과산화수소용 라인은 별개의 라인일 수 있다. 수소 연료 라인 및 과산화수소용 라인은 동시에 개폐가 가능하도록 구성될 수 있다. In one embodiment, in order to supply hydrogen from the charging
연료 전지(126)가 수소를 통해 전기와 과산화수소를 생성하는 과정은 도 2를 참조하여 설명한다. A process in which the
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 과산화수소를 생산하는 연료 전지(200)의 개념도이다. 연료 전지(200)는 고분자 전해질 형 연료전지(PEMFC)를 비롯한 다양한 종류의 연료 전지일 수 있다. 연료 전지(200)를 직렬로 연결, 예를 들어 스택(Stack)으로 쌓아 원하는 직류 전압을 얻을 수 있다. 2 is a conceptual diagram of a
도 2를 참조하면, 연료 전지(200)는 막전극 집합체(210, Membrane Electrode Assembly, MEA), 가스확산층(Gas Diffusion Layer, 222, 224) 및 분리판(Separator, 232, 234)를 포함할 수 있다. 2, the
막전극 집합체(210)는 전해질 막(212), 전극(애노드(214, Anode), 캐소드(216, Cathode))를 포함한다. 전해질 막(212)은 수소 이온이 투과 가능한 막이다. 수소 이온 전도성이 우수한 반면, 전자의 전도성은 없어야 한다. 예를 들어, 듀퐁(DuPont)의 나피온(NafionTM)을 사용할 수 있다. 전극(214, 216)은 다공질이다. 전극(214, 216)의 표면에 촉매가 코팅되어 있을 수 있다. 예를 들어, 다공성 전극에 촉매 입자들이 붙어있을 수 있다. 전극(214, 216)에 사용되는 촉매는 용도에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 애노드(214)는 수소를 수소 이온(Proton)과 전자(Electron)로 분해할 수 있는 촉매를 포함할 수 있다. 애노드(214)는 금(Au), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 티타늄(Ti), 철(Fe), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 이들의 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있다. 구성될 수 있다. 캐소드(216)는 과산화수소 생성에 촉매 활성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐소드(216)는 금(Au), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 코발트(Co), 티타늄(Ti), 철(Fe), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 망간(Mn), 이들의 산화물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있다.The
가스확산층(222, 224)은 각각 애노드(214)와 캐소드(216)에 붙도록 구성된다. 가스확산층(222, 224)은 분리판(232, 234)를 통해 공급되는 기체를 확산시키고 전극(214, 216)에 공급하도록 구성된다. 가스확산층(222, 224)은 다공질일 수 있다. 가스확산층(222, 224)은 탄소 재료, 예를 들어, 탄소 페이퍼(Carbon Paper) 또는 탄소 클로스(Carbon Cloth)를 이용하여 형성될 수 있다. The gas diffusion layers 222 and 224 are configured to adhere to the
분리판(232, 234)는 각각 가스확산층(222, 224)에 붙어 각각 수소 및 산소를 공급하고 전류를 수집하도록 구성된다. The
도 2의 A에 도시된 것과 같이, 수소 기체가 애노드(214) 측의 분리판(232)을 통해 공급되면, B와 같이 가스확산층(222)을 통해 수소가 확산되어 애노드(214)와 접촉한다. 애노드(214)는 수소 기체와 반응하는 구성이다. 애노드(214)는 수소 산화 반응(HOR: Hydrogen Oxidation Reaction)에 의해 수소를 수소 이온(Proton)과 전자(Electron)로 분해한다. C와 같이, 수소 이온은 애노드(214)와 맞닿아 있는 전해질 막(212)을 통해 캐소드(216)로 이동한다. D와 같이 전자는 외부 도선(미도시)을 통해 캐소드(216)로 이동한다. 이와 같이, 캐소드(216)에서 산소와 수소 이온이 2전자 반응을 통해 과산화수소가 생성된다. 캐소드(216)에서 산소와 수소 이온을 반응시켜 과산화수소를 생성하기 위한 촉매의 연구는 다양하게 수행되고 있으며, 본 개시에 첨부된 선행기술문헌 뿐 아니라, 웹 검색을 통해 다양하게 검색 가능하다. 따라서 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 캐소드(216)에서 산소와 수소 이온을 반응시켜 과산화수소를 생성하는 것은 이해될 것이다.As shown in FIG. 2A, when hydrogen gas is supplied through the
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 과산화수소를 생산하는 연료 전지를 장착한 자동차(300)의 블록도이다. 도 3에 개시된 자동차(300)는 모터를 이용하는 다른 장치, 예를 들어, 중장비, 잠수함, 선박 등에 응용될 수 있음이 이해될 것이다.3 is a block diagram of a
도 3을 참조하면, 자동차(300)는 과산화수소 저장 탱크(302), 수소 탱크(304), 연료 전지(306), 인버터(308), 컨트롤러(310) 및 모터(312)를 포함한다. 과산화수소 저장 탱크(302)는 연료 전지(306)가 전기를 생산할 때 생성하는 과산화수소를 저장한다. 과산화수소 저장 탱크(302)는 탈착 가능하도록 구성된다. 과산화수소 저장 탱크(302)는 충전소로부터 수소 탱크(304)에 수소를 공급할 때, 과산화수소를 충전소로 공급할 수 있다. 수소 탱크(304)는 수소를 저장하고 연료 전지(306)로 수소를 공급하도록 구성된다. 과산화수소 저장 탱크(302) 및 수소 탱크(304)는 일정 온도 및 압력으로 유지되도록 구성될 수 있다. 연료 전지(306)는 수소 탱크(304)로부터 수소를 공급받고 이를 이용하여 전기를 생성한다. 또, 연료 전지(306)는 외부로부터 산소(예를 들어, 대기에 포함된 산소)를 공급받고 산소와 수소 이온을 이용해 캐소드에서 과산화수소를 생성하고, 이를 과산화수소 저장 탱크(302)로 제공하도록 구성된다. 연료 전지(306)는 직류를 생성한다. 인버터(308)는 연료 전지(306)가 생성한 직류를 교류로 변환하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 직류 모터를 사용하는 경우 인버터(308)가 구비되지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 자동차(300)는 컨버터(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 인버터(308)가 변환한 교류는 컨트롤러(310)에 의해 제어될 수 있다. 컨트롤러(310)는 인버터(308)로부터 수신한 교류를 분배하고 제어하도록 구성된다. 또, 컨트롤러(310)는 모터(312)를 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(310)는 연료 전지(306)의 상태를 모니터링할 수 있다. 즉, 컨트롤러(310)는 자동차(300) 전반의 제어 및 모니터링을 수행하도록 구성될 수 있다. 모터(312)의 구동에 의해 자동차(300)가 동작할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 자동차(300)는 별도의 배터리, 각 구성요소를 모니터링하기 위한 센서, 열교환기 등을 더 포함할 수 있다. 'Referring to FIG. 3 , a
일 실시예에서, 과산화수소 저장 탱크(302)는 외부로 저장한 과산화수소를 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 자동차(300)는 과산화수소 저장 탱크(302)와 외부를 연결 가능하도록 구성된 연결부(314)를 더 포함할 수 있다. 연결부(314)는 과산화수소 저장 탱크(302) 및 외부(예를 들어, 충전소(110) 또는 교환기(130))를 연결하는 통로로 사용될 수 있다. 즉, 연결부(314)는 과산화수소 저장 탱크(302) 및 외부와 각각 연결될 수 있다. 연결부(314)는 과산화수소 저장 탱크(302)에 저장된 과산화수소를 외부로 제공하도록 외부, 예를 들어 충전소(110)와 자동차(300)를 연결하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 과산화수소 저장 탱크(302)와 연결부(314)는 과산화수소가 이동할 수 있는 파이프 또는 라인으로 연결될 수 있다. 과산화수소 저장 탱크(302)는 펌프(도시하지 않음)를 이용하여 과산화수소 저장 탱크(302)로부터 외부(예를 들어, 충전소(110))로 저장된 과산화수소를 제공할 수 있다. In one embodiment, the hydrogen
일 실시예에서, 연결부(314)는 수소 탱크(304)와 연결되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 연결부(314)를 통해 수소 탱크(304)로 수소가 공급될 수 있다. 연결부(314)는 수소 탱크(304) 및 과산화수소 저장 탱크(302)와 독립적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 외부에서 수소 탱크(304)로 수소를 공급하는 동작과 과산화수소 저장 탱크(302)로부터 외부로 과산화수소를 공급하는 동작은 독립적으로 이루어질 수 있다. 이와 다르게, 수소 탱크(304)로 수소를 공급하는 동작과 과산화수소 저장 탱크(302)로부터 외부로 과산화수소를 공급하는 동작은 동시에 수행될 수 있다. In one embodiment, the
연결부(314)는 외부로 수소 및/또는 과산화수소를 공급하도록 구성될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 연결부(314)에는 수소 공급을 위한 제1 입구 및 과산화수소 공급을 위한 제2 입구가 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 입구는 개폐 가능하도록 구성된다. The
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 과산화수소를 생산하는 연료 전지를 장착한 장치(400)의 블록도이다. 장치(400)는 예를 들어, 발전소, 중장비, 주택, 잠수함, 선박, 자동차일 수 있다. 또한, 장치(400)가 수소를 이용하여 전기를 생산하는 설비임이 이해될 것이다. 4 is a block diagram of a
도 4를 참조하면, 장치(400)는 개질기(402), 과산화수소 저장 탱크(404), 산소 탱크(406), 수소 탱크(408), 연료 전지(410), 컨트롤러(412) 및 적어도 하나의 부하(414)를 포함한다. Referring to FIG. 4 , the
개질기(402)는 과산화수소를 산소와 수소로 개질하도록 구성된다. 개질기(402)는 히터, 온도 센서, 교반기, 노즐 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 개질기(402)는 촉매를 이용하여 과산화수소를 산소와 수소로 개질할 수 있다. 과산화수소 저장 탱크(404)는 연료 전지(410)가 전기를 생산할 때 생성되는 과산화수소를 저장한다. 과산화수소 저장 탱크(404)는 탈착 가능하도록 구성된다. 과산화수소 저장 탱크(404)는 충전소로부터 수소 탱크(408)에 수소를 공급할 때, 과산화수소를 충전소로 공급할 수 있다. 산소 탱크(406)는 개질기(402)에서 개질된 산소를 저장한다. 산소 탱크(406)는 탈착 가능하도록 구성된다. 수소 탱크(408)는 수소를 저장하고 연료 전지(410)으로 수소를 공급하도록 구성된다. 과산화수소 저장 탱크(404). 산소 탱크(406) 및 수소 탱크(408)는 일정 온도 및 압력으로 유지되도록 구성될 수 있다. 연료 전지(410)는 수소 탱크(408)로부터 수소를 공급받고 이를 이용하여 전기를 생성한다. 또, 연료 전지(410)는 외부로부터 산소(예를 들어, 대기에 포함된 산소)를 공급받고 산소와 수소 이온을 이용해 캐소드에서 과산화수소를 생성하고, 이를 과산화수소 저장 탱크(404)로 제공하도록 구성된다. 연료 전지(410)는 직류를 생성한다. 컨트롤러(412)는 인버터, 컨버터, 분전회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 컨트롤러(412)는 연료 전지(410)가 생성한 직류를 제어하고, 부하(414)에 적절한 직류 또는 교류를 공급하도록 구성될 수 있다. 부하(414)는 예를 들어, 발전기, 모터, 가전 제품, 등을 포함할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 장치(400)는 별도의 배터리, 각 구성요소를 모니터링하기 위한 센서, 열교환기 등을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 개질기(402)에서 과산화수소를 개질할 때 발생하는 열을 저장하거나 난방에 사용하거나 판매할 수 있다. 장치(400)는 초과 전력을 저장하거나 판매하도록 구성될 수 있다. 또, 장치(400)는 산소 탱크(406)에 저장된 산소를 판매하도록 구성될 수 있다. 장치(400)는 수소 탱크(408)에 저장된 수소를 외부 장치에 공급하도록 구성될 수 있다. In one embodiment, heat generated when reforming hydrogen peroxide in the
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100: 환경 110: 충전소
112, 122, 302, 404: 과산화수소 저장 탱크 114, 402: 개질기
116, 406: 산소 탱크 118, 124, 408: 수소 탱크
120: 연료 전지 장치 126, 200, 306, 410: 연료 전지
130: 교환기 210: 막전극 집합체
214, 216: 전극 222, 224: 가스 확산층
232, 234: 분리판 308: 인버터
310, 412: 컨트롤러 312: 모터
414: 부하100: environment 110: charging station
112, 122, 302, 404: hydrogen
116, 406:
120:
130: exchanger 210: membrane electrode assembly
214, 216:
232, 234: separator plate 308: inverter
310, 412: controller 312: motor
414: load
Claims (8)
과산화수소를 저장하도록 구성된 제2 과산화수소 저장 탱크; 상기 제2 과산화수소 저장 탱크로부터 과산화수소를 공급받아 산소와 수소로 개질하는 개질기; 상기 개질기로부터 산소를 공급받아 저장하는 산소 탱크; 상기 개질기로부터 수소를 공급받아 저장하고 상기 수소 연료 자동차로 수소를 공급하도록 구성된 제2 수소 탱크를 포함하는 수소 충전소를 포함하는,
과산화수소 순환 환경. a first hydrogen tank for storing hydrogen; a fuel cell configured to receive hydrogen from the first hydrogen tank to produce electricity and to generate hydrogen peroxide; a first hydrogen peroxide storage tank configured to store the hydrogen peroxide and supply the stored hydrogen peroxide to the outside; a motor operated by receiving electricity generated from the fuel cell; and a controller configured to control the motor; and
a second hydrogen peroxide storage tank configured to store hydrogen peroxide; a reformer for receiving hydrogen peroxide from the second hydrogen peroxide storage tank and reforming it with oxygen and hydrogen; an oxygen tank receiving and storing oxygen from the reformer; a hydrogen refueling station comprising a second hydrogen tank configured to receive and store hydrogen from the reformer and supply hydrogen to the hydrogen fueled vehicle;
Hydrogen peroxide cycle environment.
교환기를 더 포함하고,
상기 교환기는 상기 제1 과산화 수소 탱크로부터 상기 제2 과산화수소 저장 탱크로 저장된 과산화수소를 공급하고, 상기 제2 수소 탱크로부터 상기 제1 수소 탱크로 저장된 수소를 공급하도록 구성되는,
과산화수소 순환 환경.6. The method of claim 5,
further comprising an exchanger,
wherein the exchanger is configured to supply stored hydrogen peroxide from the first hydrogen peroxide tank to the second hydrogen peroxide storage tank and supply stored hydrogen from the second hydrogen tank to the first hydrogen tank;
Hydrogen peroxide cycle environment.
상기 교환기는 상기 제1 과산화 수소 탱크로부터 상기 제2 과산화수소 저장 탱크로 저장된 과산화수소를 공급하는 동안, 상기 제2 수소 탱크로부터 상기 제1 수소 탱크로 저장된 수소를 공급하도록 구성되는,
과산화수소 순환 환경.7. The method of claim 6,
the exchanger is configured to supply stored hydrogen from the second hydrogen tank to the first hydrogen tank while supplying stored hydrogen peroxide from the first hydrogen peroxide tank to the second hydrogen peroxide storage tank;
Hydrogen peroxide cycle environment.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210125840A KR102448960B1 (en) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | Hydrogen fuel cell vehicle and environment for circulating hydrogen peroxide |
KR1020220080489A KR102492025B1 (en) | 2021-09-23 | 2022-06-30 | Hydrogen fuel cell vehicle and environment for circulating hydrogen peroxide |
PCT/KR2022/013496 WO2023048428A1 (en) | 2021-09-23 | 2022-09-07 | Hydrogen-fueled vehicle and hydrogen peroxide circulation environment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210125840A KR102448960B1 (en) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | Hydrogen fuel cell vehicle and environment for circulating hydrogen peroxide |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220080489A Division KR102492025B1 (en) | 2021-09-23 | 2022-06-30 | Hydrogen fuel cell vehicle and environment for circulating hydrogen peroxide |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102448960B1 true KR102448960B1 (en) | 2022-09-29 |
Family
ID=83461877
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210125840A KR102448960B1 (en) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | Hydrogen fuel cell vehicle and environment for circulating hydrogen peroxide |
KR1020220080489A KR102492025B1 (en) | 2021-09-23 | 2022-06-30 | Hydrogen fuel cell vehicle and environment for circulating hydrogen peroxide |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220080489A KR102492025B1 (en) | 2021-09-23 | 2022-06-30 | Hydrogen fuel cell vehicle and environment for circulating hydrogen peroxide |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (2) | KR102448960B1 (en) |
WO (1) | WO2023048428A1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003229165A (en) * | 2002-02-05 | 2003-08-15 | Nissan Motor Co Ltd | Solid polymer fuel cell |
KR20100110941A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | 한국과학기술원 | Hydrogen-oxygen bipropellant rocket engine and propulsion method thereof |
KR101644101B1 (en) * | 2015-11-19 | 2016-07-29 | 한국항공우주연구원 | Fuel cell of recycle type for monopropellant system and method thereof |
KR20190118991A (en) | 2019-10-01 | 2019-10-21 | 한국과학기술원 | A fuel cell system using liquid fuel and hydrogen peroxide and a method for operating fuel cell |
KR102066844B1 (en) | 2019-05-17 | 2020-01-17 | 한국과학기술연구원 | Methods for manufacturing catalysts for producing hydrogen peroxide, and catalysts for producing hydrogen peroxide manufactured by thereof |
KR20210051185A (en) | 2019-10-30 | 2021-05-10 | 현대자동차주식회사 | An electrolyte membrane for fuel cell comprising a hydrogen peroxide generating catalyst and a htdrogen peroxide decomposing cataylst, and a preparing method thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001095108A (en) * | 1999-09-21 | 2001-04-06 | Yamaha Motor Co Ltd | Method for operating hybrid-driven mobile |
WO2005095144A1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Gs Yuasa Corporation | Electric car |
GB2437956A (en) * | 2006-04-11 | 2007-11-14 | Dyson Technology Ltd | Production of hydrogen peroxide |
-
2021
- 2021-09-23 KR KR1020210125840A patent/KR102448960B1/en active IP Right Grant
-
2022
- 2022-06-30 KR KR1020220080489A patent/KR102492025B1/en active IP Right Grant
- 2022-09-07 WO PCT/KR2022/013496 patent/WO2023048428A1/en unknown
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003229165A (en) * | 2002-02-05 | 2003-08-15 | Nissan Motor Co Ltd | Solid polymer fuel cell |
KR20100110941A (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | 한국과학기술원 | Hydrogen-oxygen bipropellant rocket engine and propulsion method thereof |
KR101644101B1 (en) * | 2015-11-19 | 2016-07-29 | 한국항공우주연구원 | Fuel cell of recycle type for monopropellant system and method thereof |
KR102066844B1 (en) | 2019-05-17 | 2020-01-17 | 한국과학기술연구원 | Methods for manufacturing catalysts for producing hydrogen peroxide, and catalysts for producing hydrogen peroxide manufactured by thereof |
KR20190118991A (en) | 2019-10-01 | 2019-10-21 | 한국과학기술원 | A fuel cell system using liquid fuel and hydrogen peroxide and a method for operating fuel cell |
KR20210051185A (en) | 2019-10-30 | 2021-05-10 | 현대자동차주식회사 | An electrolyte membrane for fuel cell comprising a hydrogen peroxide generating catalyst and a htdrogen peroxide decomposing cataylst, and a preparing method thereof |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
A review on research progress in the direct synthesis of hydrogen peroxide from hydrogen and oxygen: noble-metal catalytic method, fuel-cell method and plasma method., Yanhui Yi et al. |
Catalytic materials for efficient electrochemical production of hydrogen peroxide., JaeJung Song et al. |
Direct Synthesis of H2O2 from H2 and O2 on Pd Catalysts: Current Understanding, Outstanding Questions, and Research Needs., David W. Flaherty. |
Photocatalytic hydrogen peroxide splitting on metal-free powders assisted by phosphoric acid as a stabilizer., Yasuhiro Shiraishi et al. |
Photoelectrocatalytic Hydrogen Peroxide Production Using Nanoparticulate WO3 as Photocatayst and Glycerol or Ethanol as Sacrificial Agents., Ioannis Papagiannis et al. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102492025B1 (en) | 2023-01-26 |
WO2023048428A1 (en) | 2023-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5403198B2 (en) | Hydrogen production apparatus, fuel cell power generation apparatus, electric vehicle, submarine, and hydrogen supply system using the same | |
US7781083B2 (en) | Hydrogen/hydrogen peroxide fuel cell | |
WO2006070910A1 (en) | Stand-alone hydrogen production system | |
US7476456B2 (en) | Submarine boat | |
CN110416553A (en) | Proton membrane fuel battery catalyst and preparation method thereof and fuel cell system | |
WO2007004714A1 (en) | Hydrogen production apparatus | |
CA2551607C (en) | Method for producing hydrogen and hydrogen producing apparatus used therefor | |
US7223488B2 (en) | Integrated fuel cell system | |
KR102448960B1 (en) | Hydrogen fuel cell vehicle and environment for circulating hydrogen peroxide | |
Wiyaratn | Reviews on fuel cell technology for valuable chemicals and energy co-generation | |
US8927167B2 (en) | Fuel cell system and driving method thereof | |
JP5403199B2 (en) | Honeycomb type hydrogen production apparatus, fuel cell power generation apparatus using the same, electric vehicle, submarine ship and hydrogen supply system, and reaction tube for hydrogen production cell | |
JP2003308869A (en) | Fuel cell | |
WO2005095264A1 (en) | Hydrogen supply system | |
KR100673748B1 (en) | Fuel Composition for Fuel Cells and Fuel Cell Using the Same | |
KR100652612B1 (en) | Fuel supply apparatus for fuel cell | |
CN110061277B (en) | Fuel cell reactor for mixed reactant systems | |
KR102290557B1 (en) | Formic acid direct fuel cell submarine | |
Datta et al. | Electrocatalytic membrane reactors (eCMRs) for fuel cell and other applications | |
KR100814858B1 (en) | Driving method for heating unit used in reformer, reformer applied the same, and fuel cell system applied the same | |
JP4724399B2 (en) | Fuel cell flow control device | |
KR100728121B1 (en) | Direct oxidation fuel cell system | |
JP2006120407A (en) | Catalyst for fuel cells, and fuel cell and membrane electrode junction using the same | |
JP2010146744A (en) | Co reduction device, and fuel cell system using it | |
JP2017199533A (en) | Fuel cell system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |