KR102595389B1 - 앙금 생성 반응을 이용한 생체 친화형 친환경 역전기투석 장치 - Google Patents

앙금 생성 반응을 이용한 생체 친화형 친환경 역전기투석 장치 Download PDF

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Abstract

본 출원은 앙금 생성 반응을 이용한 생체 친화형 친환경 역전기투석 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 모든 저염수 챔버가 아닌 일부의 저염수 챔버에만 앙금이 생성되도록 제어한 생체 친화형 친환경 역전기투석 장치에 관한 것이다.

Description

앙금 생성 반응을 이용한 생체 친화형 친환경 역전기투석 장치{ECO-FRIENDLY BIOCOMPATIBLE REVERSE ELECTRODIALYSIS DEVICE USING PRECIPITATION REACTION}
본 출원은 앙금 생성 반응을 이용한 생체 친화형 친환경 역전기투석 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 모든 저염수 챔버가 아닌 일부의 저염수 챔버에만 앙금이 생성되도록 제어한 생체 친화형 친환경 역전기투석 장치에 관한 것이다.
역전기투석기술은 전기를 이용해 용액상의 이온을 제거하는 전기투석의 원리를 역으로 이용하여 전기를 생산하는 기술이다.
이러한 기술을 이용하는 역전기투석 에너지 생산 장치는 구체적으로 서로 다른 두 용액이 섞이면서 발생하는 자유에너지를 전기에너지의 형태로 전환하는 장치이다. 양이온 교환막과 음이온 교환막이 번갈아가며 쌓여있는 전해셀에 고염수와 저염수가 들어감으로써 이온의 흐름을 만들어 전기에너지를 생산하게 된다.
이온의 농도 기울기에 의해 유도되는 최대개방전압은 1가 이온의 경우 하기 수식을 만족한다.
전압은 이온교환막의 선택성(α), 이온교환막 스택의 수(N)와 고염수와 저염수에서의 이온의 활동도 비율의 로그 값에 비례한다. 따라서, 전압을 일정하게 유지하기 위해, 고염수와 저염수는 일반적으로 펌프를 통해 공급된다. 그런데, 만약 펌프가 구동되지 않는다면, 이온 전류가 흐르면서 고염수와 저염수의 활동도 비율이 줄어들기 때문에 전압이 시간에 따라 급격히 감소하는 문제점이 있다.
또한, 역전기투석 에너지는 대량 에너지 발전을 중심으로 연구되어 왔으나, 최근에는 이를 소형화하는 연구 역시 이루어지고 있다. 종래 기술 중 하나인 "역전기투석을 이용한 이온토포레시스 장치 및 그를 사용하여 약물을 전달하는 방법 (국제 특허 출원: PCT/KR2015/010063)" 등은 소규모 전력원으로써 역전기투석 기술을 사용하였다. 그러나, 저염수의 농도를 저농도로 유지할 수 없기 때문에 최대개방전압이 시간에 따라 급속히 떨어진다는 단점이 있다.
또한, 전술한 문제점을 해결하기 위하여, "앙금 생성 반응을 이용한 역전기투석장치 및 이를 이용한 약물 주입 장치 (한국 특허 출원: 10-2017-0082019)"에 관한 기술이 제안되었다. 하지만 사용할 수 있는 염의 종류가 매우 제한적이고, 대부분의 염이 고가이고 환경에 악영향을 끼치기 때문에, 역전기투석 발전을 소형화 해야했던 동기의 본질인 친환경성, 생체 친화성, 일회성을 만족시킬 수 없는 방법이었다.
특허문헌 1: 국제 특허 출원 PCT/KR2015/010063 특허문헌 2: 한국 특허 출원 10-2017-0082019
본 출원의 일 실시예에 따르면, 환경 친화적 역전기투석 장치를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 생체 적합성이 우수한 역전기투석 장치를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 전술한 역전기투석 장치를 적용한 소형 전지를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 측면은 역전기투석 장치이다.
일 예시에서, 교대로 배치된 복수의 양이온 교환막 및 복수의 음이온 교환막; 상기 양이온 교환막과 음이온 교환막 사이에 교대로 배치된 고체염 챔버 및 무염 챔버; 및 상기 고체염 챔버 중 제 1 고체염 챔버와 상기 제 1 고체염 챔버와 이웃한 제 2 고체염 챔버에 각각 배치된 제 1 고체염 및 제 2 고체염을 포함하며, 상기 제 1 고체염은 화학식 AnBm로 나타내는 수용성 고체염이고, 상기 제 2 고체염은 화학식 XpYq로 나타내는 수용성 고체염이며 (단, n, m, p 및 q 각각은 1 또는 2), 용매 또는 저농도 전해질을 액상 또는 에어로졸의 형태로 투입하여, 상기 제 1 고체염 및 제 2 고체염의 Am+ 와 Yp -가 또는 Xq + 와 Bn -가 앙금생성반응으로 침전되어, 구동된다.
일 예시에서, 교대로 배치된 복수의 양이온 교환막 및 복수의 음이온 교환막; 및 상기 양이온 교환막과 음이온 교환막 사이에 교대로 배치된 고체염 챔버 및 무염 챔버를 포함하며, 상기 고체염 챔버 중 제 1 고체염 챔버와 상기 제 1 고체염 챔버와 이웃한 제 2 고체염 챔버에 각각 제 1 고체염이 용해된 제 1 고체염용액 및 제 2 고체염이 용해된 제 2 고체염용액이 투입되며, 상기 제 1 고체염용액은 Am+ 및 Bn-을 포함하고, 상기 제 2 고체염용액은 Xq + 및 Yp -을 포함하며(단, n, m, p 및 q 각각은 1 또는 2), 상기 제 1 고체염용액 및 제 2 고체염용액의 Am+ 와 Yp -가 또는 Xq + 와 Bn -가 앙금생성반응으로 침전되어, 구동된다.
일 예시에서, 상기 양이온 교환막과 음이온 교환막 사이 각각에 순차적으로 형성된 제 1 고체염 챔버, 제 1 무염 챔버, 제 2 고체염 챔버 및 제 2 무염 챔버가 배치되며, 제 1 무염 챔버 내에서 상기 Am+ 와 Yp -가 앙금생성반응으로 침전되고, 상기 제 2 무염 챔버 내에서 상기 Xq + 와 Bn -는 반응하지 않거나, 상기 제 1 무염 내에서 상기 Am+ 와 Yp -는 반응하지 않으며, 상기 제 2 무염 챔버 내에서 상기 Xq + 와 Bn -가 앙금생성반응으로 침전된다.
일 예시에서, 상기 제 1 고체염은 MgCl2, 및 CaCl2 중 1 종이다.
일 예시에서, 상기 제 2 고체염은 K2CO3 및 Na2CO3 중 1 종이다.
일 예시에서, 무염챔버 내부에는 상기 장치의 구동 전에는 염이 존재하지 않으나, 구동 중에는 100 mM 이하의 농도를 갖도록 염이 존재한다.
일 예시에서, 고체염 챔버 및 무염챔버에 용매 혹은 100 mM 이하의 전해질을 액상 혹은 에어로졸 형태로 공급된다.
일 예시에서, 고체염 챔버에는 10 M 이하의 고농도 용액이 액상으로 공급되고, 무염챔버에는 100 mM 이하의 전해질이 액상으로 공급된다.
일 예시에서, 전해질은 MgCl2, CaCl2, K2CO3, Na2CO3, NaCl 및 KCl 용액 중 1종을 포함한다.
일 예시에서, 상기 복수의 양이온 교환막 중 최외각에 배치된 양이온 교환막 대신에 배치된 애노드를 추가로 포함하고, 상기 양이온 교환막을 통하여 배출되는 양이온 전하량 만큼의 전자가 상기 애노드를 통해 용액상으로 방출된다.
일 예시에서, 상기 복수의 음이온 교환막 중 최외각에 배치된 음이온 교환막 대신에 배치된 캐소드를 추가로 포함하고, 상기 음이온 교환막을 통하여 배출되는 음이온 전하량 만큼의 전자가 용액상으로부터 상기 캐소드로 유입된다.
일 실시예에서, 상기 복수의 음이온 교환막 및 복수의 양이온 교환막 중 최외곽에 배치된 음이온 교환막 및 양이온 교환막 각각은 생체에 접촉되어, 상기 생체에 전기적인 자극을 인가한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 음이온 교환막 및 복수의 양이온 교환막 중 최외곽에 배치된 음이온 교환막 및 양이온 교환막 각각은 마이크로플루이딕 칩에 접촉되어, 상기 칩의 내부에 전위차를 형성시킨다.
본 출원의 다른 측면은 전술한 역전기투석 장치를 포함하는 배터리이다.
본 출원의 또 다른 측면은 전술한 배터리를 포함하는 전자소자이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 독성 염의 사용을 제한한 친환경적이며, 생체 적합성이 우수한 역전기투석 장치를 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 염의 선택성을 높여, 일정한 이온 전력을 지속적으로 제공할 수 있는 역전기투석 장치가 적용된 배터리를 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 전술한 배터리가 적용된 약물전달 기기, 진단 센서 등에 폭넓게 응용할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예인 역전기투석 장치의 개략도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예인 역전기투석 장치의 개략도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예인 역전기투석 장치를 이용한 배터리의 시간에 따른 개방 회로 전압의 크기를 나타내는 그래프이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
용어 "고체염 챔버"는 고체염이 배치된 챔버이거나 고체염이 용해된 용액이 투입되는 챔버를 모두 의미한다.
용어 "무염 챔버"는 장치의 구동 전에는 전해질이 존재하지 않는 챔버이나, 구동 중에는 전해질을 포함할 수 있는 챔버를 의미한다.
용어 "고체염용액"은 고체염이 용매 또는 전해질에 용해된 용액을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 앙금 생성 반응을 이용한 생체 친화형 친환경 역전기투석 장치를 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 앙금 생성 반응을 이용한 생체 친화형 친환경 역전기투석 장치의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 4 각각은 본 출원의 일 실시예인 역전기투석 장치의 다양한 실시예에 대한 개략도이다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 출원에 따른 역전기투석 장치는 양이온 교환막(111, 113)을 포함한다. 여기서, 양이온 교환막(111, 113)은 음전하를 띠는 물질로 이루어져 양이온을 선택적으로 투과하는 것이 바람직하다.
본 출원에 따른 역전기투석 장치는 음이온 교환막(121, 123)을 포함한다. 여기서, 음이온 교환막(121, 123)은 양전하를 띠는 물질로 이루어져 음이온을 선택적으로 투과하는 것이 바람직하다.
전술한 양이온 교환막(111, 113)과 음이온 교환막(121, 123)이 교대로 배치된다. 예를 들어, 제 1 양이온 교환막(111)이 배치되고, 이어서, 제 1 음이온 교환막(121)이 배치되며, 이어서, 제 2 양이온 교환막(113)이 배치되고, 이어서, 제 2 음이온 교환막(123)이 배치된다.
양이온 교환막(111, 113) 및 음이온 교환막(121, 123) 각각은 전술한 바와 같이, 본 출원의 목적에 따라 고체염 챔버(151, 153)로부터 무염 챔버(141)로의 이온이동을 수행할 수 있다면, 그 크기, 두께, 교환막 사이의 간격은 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 3에 도시한 바와 같이, 일 예시에서, 복수의 양이온 교환막 중 최외각에 배치된 양이온 교환막 대신에 배치된 애노드(161)를 추가로 포함하고, 양이온 교환막을 통하여 배출되는 양이온 전하량 만큼의 전자가 애노드(161)를 통해 용액상으로 방출될 수 있다.
또한, 일 예시에서, 복수의 음이온 교환막 중 최외각에 배치된 음이온 교환막 대신에 배치된 캐소드(171)를 추가로 포함하고, 음이온 교환막을 통하여 배출되는 음이온 전하량 만큼의 전자가 용액상으로부터 캐소드(171)로 유입될 수 있다.
전극이 있는 경우에는 음이온이 이동한 양만큼 용액으로부터 전극으로 전자가 흘러가 전하 균형을 맞출 수 있다. 반면에, 전극이 없는 경우에는 음이온이 이동한 양만큼 역전기투석 장치의 외부와 접하고 있는 생체, 용액 등으로부터 양이온이 유입되어 전하 균형을 맞출 수 있다.
본 출원은 전술한 양이온 교환막(111, 113)과 음이온 교환막(121, 123) 사이에 교대로 배치된 고체염 챔버(131, 133) 및 무염 챔버(141)를 포함한다.
여기서, 챔버라는 용어는 양이온 교환막(111, 113)과 음이온 교환막(121, 123)의 사이를 의미하는 것으로, 기본적으로 빈 공간이고 외부와 연결되나, 후술하는 바와 같이, 고체염(131, 133)이 배치되는 경우 고체염(131, 133)이 쉽게 빠져 나갈 정도의 틈이 있으면 안된다.
고체염 챔버(131, 133)는 고체염(131, 133)이 수용되는 공간으로서, 전술한 바와 같이, 고체염(131, 133)이 쉽게 빠져 나갈 수 없도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 다른 실시예에서, 고체염 챔버(131, 133)는 고체염용액이 투입되는 공간일 수 있다.
무염 챔버(141)는 역전기투석 장치가 가동되기 전에 특별히 어떠한 염도 존재하지 않은 챔버를 의미하며, 역전기투석 장치가 가동되면, 그 후에는 이웃한 챔버에서 일부 구성요소가 교환막을 통해서 전달될 수 있다.
또한, 고체염 챔버(131, 133)와 무염 챔버(141)는 교대로 배치된다. 예를 들어, 제 1 고체염 챔버(131), 제 1 무염 챔버(141) 및 제 2 고체염 챔버(131) 순서로 배치된다. 더불어, 양이온 교환막 및 음이온 교환막까지 포함시킨 예로서, 제 1 양이온 교환막(111), 제 1 고체염 챔버(151), 제 1 음이온 교환막(121), 제 1 무염 챔버(141), 제 2 양이온 교환막(113), 제 2 고체염 챔버(153) 및 제 2 음이온 교환막(123)일 수 있다.
다른 예에서, 제 1 고체염 챔버, 제 1 무염 챔버, 제 2 고체염 챔버 및 제 2 무염 챔버 순서로 배치된다. 더불어, 양이온 교환막 및 음이온 교환막까지 포함시킨 예로서, 제 1 양이온 교환막, 제 1 고체염 챔버, 제 1 음이온 교환막, 제 1 무염 챔버, 제 2 양이온 교환막, 제 2 고체염 챔버, 제 2 음이온 교환막 및 제 2 무염 챔버일 수 있다. 다만, 이는 예시일 뿐이며, 본 출원을 한정하는 것은 아니다.
일 예시에서, 제 1 고체염 챔버(131)에는 제 1 고체염(151)이 배치되고, 제 2 고체염 챔버(133)에는 제 2 고체염(153)이 배치된다.
여기서, 각각의 고체염은 수용성이다. 따라서, 수분이 고체염에 공급되면, 고체염은 녹아서 이온상태가 되며, 양이온과 음이온으로 분해된다. 양이온은 양이온 교환막을 통해서 투과되고, 음이온은 은이온 교환막을 통해서 투과된다.
여기서, 1 고체염은 화학식 AnBm로 나타내는 수용성 고체염이고, 단, n 및 m 각각은 1 또는 2이다.
또한, 제 2 고체염은 화학식 XpYq로 나타내는 수용성 고체염이다. 단, p 및 q 각각은 1 또는 2이다.
제 1 고체염은 MgCl2 및 CaCl2 중 1 종인 것이 바람직하다. 제 2 고체염은 K2CO3 및 Na2CO3 중 1 종인 것이 바람직하다. 전술한 염들은 인체에 무해하며, 생체적합성이 우수하다.
바람직한 고체염 쌍은 제 1 고체염은 CaCl2이고, 제 2 고체염은 Na2CO3이다.
수분과 같은 용매 또는 저농도 전해질을 액상 또는 에어로졸의 형태로 투입하는 것이 바람직하며, 고농도염 챔버 및 무염챔버에 용매 혹은 100 mM 이하의 전해질을 액상 혹은 에어로졸 형태로 공급되는 보다 바람직하다. 이를 통하여, 고체염은 양이온과 음이온으로 해리되어, 각 교환막을 통하여 진행한다.
역전기투석 장치는 무염챔버 내부에는 장치의 구동 전에는 염이 존재하지 않으나, 구동 중에는 100 mM 이하의 농도를 갖도록 염이 존재하도록 설계하는 것이 바람직하다.
여기서, 전해질은 MgCl2, CaCl2, K2CO3, Na2CO3, NaCl 및 KCl 용액 중 1을 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, Am+ 와 Yp -가 또는 Xq + 와 Bn -가 앙금생성반응으로 침전된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 바람직하게는, 제 1 무염 챔버(141) 내에서 Am+ 와 Yp-가 앙금생성반응으로 침전되고, 제 2 무염 챔버(143) 내에서 Xq + 와 Bn -는 반응하지 않거나, 제 1 무염 챔버(141) 내에서 Am+ 와 Yp -는 반응하지 않으며, 제 2 무염 챔버(143) 내에서 Xq + 와 Bn -가 앙금생성반응으로 침전된다.
다른 예시에서, 고체염 챔버 중 제 1 고체염 챔버와 제 1 고체염 챔버와 이웃한 제 2 고체염 챔버에 각각 제 1 고체염이 용해된 제 1 고체염용액 및 제 2 고체염이 용해된 제 2 고체염용액이 투입된다. 제 1 고체염용액은 Am+ 및 Bn -을 포함하고, 제 2 고체염용액은 Xq + 및 Yp -을 포함한다(단, n, m, p 및 q 각각은 1 또는 2).
여기서, 제 1 고체염용액 및 제 2 고체염용액의 Am+ 와 Yp -가 또는 Xq + 와 Bn -가 앙금생성반응으로 침전되어, 구동된다. 여기에서도, 전술한 예시에서 설명된 부분이 적용될 수 있다.
여기서, 고농도염 챔버에는 10 M 이하의 고농도 용액이 액상으로 공급되고, 상기 무염챔버에는 100 mM 이하의 전해질이 액상으로 공급되는 것이 바람직하다.
요약하면, 본 출원은 하나의 무염 챔버에서만 앙금생성 반응이 일어나서 침전하고, 이웃한 다른 하나의 무염 챔버에서는 앙금생성 반응이 일어나지 않도록 적절히 고체염의 조합을 제공하는 것이다.
또한, 다른 실시예서, 제 2 고체염의 다른 이웃한 제 3 고체염은 제 1 고체염과 제 2 고체염과의 조건과 동일하게, 제 2 고체염과 제 3 고체염 사이에서 적용되도록 선정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 음이온 교환막 및 복수의 양이온 교환막 중 최외곽에 배치된 음이온 교환막 및 양이온 교환막 각각은 생체에 접합되어, 상기 생체에 전기적인 자극을 인가한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 음이온 교환막 및 복수의 양이온 교환막 중 최외곽에 배치된 음이온 교환막 및 양이온 교환막 각각은 마이크로플루이딕 칩(microfluidic chip)에 접촉되어, 상기 칩의 내부에 전위차를 형성시킨다.
본 출원의 다른 측면은 전술한 역전기투석 장치를 포함하는 배터리이다.
본 출원의 또 다른 측면은 전술한 배터리를 포함하는 전자소자이다. 이러한 전자소자로서, 바이오센서, 진단센서, 약물전달기기 등에 적용이 가능하다.
이하, 실험예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명한다.
[ 실험예 ]
전술한 역전기투석 장치를 이용하여 배터리를 제작하였다. 구체적으로, 고체염으로서, CaCl2과 K2CO3을 이용하였다. 성능 비교를 위해 NaCl만을 고체염으로 사용한 배터리를 추가로 제작하였다.
양이온 교환막 10개와 음이온 교환막 10개를 교대로 배치한 후 6개의 고체염 챔버에 CaCl2를 과포화 상태로 넣어주었다. 또한 5개의 고체염 챔버에 K2CO3를 과포화 상태로 넣어주었다. 두 종류의 고체염 챔버는 번갈아가며 배치된다. 성능 비교를 위한 배터리는 양이온 교환막 10개와 음이온 교환막 10개를 교대로 배치한 후 NaCl을 11개의 고체염 챔버에 넣어주었다. 전체 챔버에 증류수를 채워 구동을 시작하는 조건을 통해서 실험을 실시하고, 개방회로전압을 측정하여 도 5에 그래프로 그 결과값을 나타내었다.
도 5에 도시된 바와 같이, NaCl만을 사용한 배터리는 붉은색 그래프로, 빠르게 개방회로전압이 떨어지는 반면, CaCl2와 K2CO3를 사용하여 제작한 배터리는 파란색 그래프로, 개방회로전압이 천천히 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
111, 113, 115, 117: 양이온 교환막
121, 123, 125: 음이온 교환막
131, 133: 고체염 챔버
141, 143, 145, 147: 무염 챔버
151, 153: 고체염
161: 캐소드
171: 애노드

Claims (15)

  1. 교대로 배치된 복수의 양이온 교환막 및 복수의 음이온 교환막;
    상기 양이온 교환막과 음이온 교환막 사이에 교대로 배치된 고체염 챔버 및 무염 챔버; 및
    상기 고체염 챔버 중 제 1 고체염 챔버와 상기 제 1 고체염 챔버와 이웃한 제 2 고체염 챔버에 각각 배치된 제 1 고체염 및 제 2 고체염을 포함하며,
    상기 제 1 고체염은 화학식 AnBm로 나타내는 수용성 고체염이고, 상기 제 2 고체염은 화학식 XpYq로 나타내는 수용성 고체염이며 (단, n, m, p 및 q 각각은 1 또는 2),
    용매 또는 저농도 전해질을 액상 또는 에어로졸의 형태로 투입하여, 상기 제 1 고체염 및 제 2 고체염의 Am+ 와 Yp-가 또는 Xq+ 와 Bn-가 앙금생성반응으로 침전되어, 구동되며,
    상기 양이온 교환막과 음이온 교환막 사이 각각에 순차적으로 형성된 제 1 고체염 챔버, 제 1 무염 챔버, 제 2 고체염 챔버 및 제 2 무염 챔버가 배치되며,
    상기 제 1 무염 챔버 내에서 상기 Am+ 와 Yp-가 앙금생성반응으로 침전되고, 상기 제 2 무염 챔버 내에서 상기 Xq+ 와 Bn-는 반응하지 않거나,
    상기 제 1 무염 내에서 상기 Am+ 와 Yp-는 반응하지 않으며, 상기 제 2 무염 챔버 내에서 상기 Xq+ 와 Bn-가 앙금생성반응으로 침전되는 역전기투석 장치.
  2. 교대로 배치된 복수의 양이온 교환막 및 복수의 음이온 교환막; 및
    상기 양이온 교환막과 음이온 교환막 사이에 교대로 배치된 고체염 챔버 및 무염 챔버를 포함하며,
    상기 고체염 챔버 중 제 1 고체염 챔버와 상기 제 1 고체염 챔버와 이웃한 제 2 고체염 챔버에 각각 제 1 고체염이 용해된 제 1 고체염용액 및 제 2 고체염이 용해된 제 2 고체염용액이 투입되며,
    상기 제 1 고체염용액은 Am+ 및 Bn -을 포함하고, 상기 제 2 고체염용액은 Xq + 및 Yp -을 포함하며(단, n, m, p 및 q 각각은 1 또는 2),
    상기 제 1 고체염용액 및 제 2 고체염용액의 Am+ 와 Yp -가 또는 Xq + 와 Bn -가 앙금생성반응으로 침전되어, 구동되는 역전기투석 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 양이온 교환막과 음이온 교환막 사이 각각에 순차적으로 형성된 제 1 고체염 챔버, 제 1 무염 챔버, 제 2 고체염 챔버 및 제 2 무염 챔버가 배치되며,
    상기 제 1 무염 챔버 내에서 상기 Am+ 와 Yp-가 앙금생성반응으로 침전되고, 상기 제 2 무염 챔버 내에서 상기 Xq+ 와 Bn-는 반응하지 않거나,
    상기 제 1 무염 내에서 상기 Am+ 와 Yp-는 반응하지 않으며, 상기 제 2 무염 챔버 내에서 상기 Xq+ 와 Bn-가 앙금생성반응으로 침전되는 역전기투석 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 고체염은 MgCl2, 및 CaCl2 중 1 종인 역전기투석 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 고체염은 K2CO3 및 Na2CO3 중 1 종인 역전기투석 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 무염챔버 내부에는 상기 장치의 구동 전에는 염이 존재하지 않으나, 구동 중에는 100 mM 이하의 농도를 갖도록 염이 존재하는 역전기투석 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체염 챔버 및 무염챔버에 용매 혹은 100 mM 이하의 전해질을 액상 혹은 에어로졸 형태로 공급되는 역전기투석 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 고체염 챔버에는 10 M 이하의 고농도 용액이 액상으로 공급되고, 상기 무염챔버에는 100 mM 이하의 전해질이 액상으로 공급되는 역전기투석 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 전해질은 MgCl2, CaCl2, K2CO3, Na2CO3, NaCl 및 KCl 용액 중 1종을 포함하는 역전기투석 장치
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 양이온 교환막 중 최외각에 배치된 양이온 교환막 대신에 배치된 애노드를 추가로 포함하고,
    상기 양이온 교환막을 통하여 배출되는 양이온 전하량 만큼의 전자가 상기 애노드를 통해 용액상으로 방출되는 역전기투석 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 음이온 교환막 중 최외각에 배치된 음이온 교환막 대신에 배치된 캐소드를 추가로 포함하고,
    상기 음이온 교환막을 통하여 배출되는 음이온 전하량 만큼의 전자가 용액상으로부터 상기 캐소드로 유입되는 역전기투석 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 음이온 교환막 및 복수의 양이온 교환막 중 최외곽에 배치된 음이온 교환막 및 양이온 교환막 각각은 생체에 접촉되어, 상기 생체에 전기적인 자극을 인가하는 역전기투석 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 음이온 교환막 및 복수의 양이온 교환막 중 최외곽에 배치된 음이온 교환막 및 양이온 교환막 각각은 마이크로플루이딕 칩에 접촉되어, 상기 칩의 내부에 전위차를 형성시키는 역전기투석 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항의 역전기투석 장치를 포함하는 배터리.
  15. 제 14 항의 배터리를 포함하는 전자 소자.
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