KR102655125B1 - Fuel efficiency improvement device for internal combustion engine vehicles using PEM water electrolysis stack - Google Patents

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KR102655125B1
KR102655125B1 KR1020230125235A KR20230125235A KR102655125B1 KR 102655125 B1 KR102655125 B1 KR 102655125B1 KR 1020230125235 A KR1020230125235 A KR 1020230125235A KR 20230125235 A KR20230125235 A KR 20230125235A KR 102655125 B1 KR102655125 B1 KR 102655125B1
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Abstract

일 실시 예에 따르면, PEM 수전해 스택을 활용한 내연기관 차량용 연비개선 시스템은 전기분해를 통해 수소를 생성하기 위한 물을 저장하는 물 탱크(water tank), 상기 물 탱크로부터 제공받은 상기 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 전해셀(electrolysis cell), 상기 전해셀로부터 제공받은 수소에 함유된 수분을 제거하고, 상기 제거된 수분을 상기 물 탱크로 제공하는 물 분리기(water separator), 상기 물 탱크와 전기적으로 연결되어 있는 제어부, 상기 물 분리기로부터 상기 수분이 제거된 수소를 제공받아 전기를 생성하는 수소연료전지, 및 연비를 향상시키기 위해 상기 수소연료전지로부터 제공받은 상기 전기를 이용하여 구동하는 내연기관 엔진을 포함할 수 있다.According to one embodiment, a fuel efficiency improvement system for an internal combustion engine vehicle using a PEM water electrolysis stack includes a water tank that stores water for generating hydrogen through electrolysis, and the water provided from the water tank is used as electricity. An electrolysis cell that generates hydrogen by decomposition, a water separator that removes moisture contained in the hydrogen provided from the electrolysis cell and provides the removed moisture to the water tank, the water tank, and An electrically connected control unit, a hydrogen fuel cell that generates electricity by receiving hydrogen from which the moisture has been removed from the water separator, and an internal combustion engine that is driven using the electricity provided by the hydrogen fuel cell to improve fuel efficiency. May include engines.

Description

PEM 수전해 스택을 활용한 내연기관 차량용 연비개선 장치{Fuel efficiency improvement device for internal combustion engine vehicles using PEM water electrolysis stack}Fuel efficiency improvement device for internal combustion engine vehicles using PEM water electrolysis stack}

본 개시는 PEM(Proton Exchange Membrane, 양성자 교환막 방식) 수전해 스택을 활용한 내연기관 차량용 연비개선 장치에 관한 것이다.This disclosure relates to a fuel efficiency improvement device for an internal combustion engine vehicle using a PEM (Proton Exchange Membrane) water electrolysis stack.

최근 신재생에너지에 대한 수요가 급증하고 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 태양광, 풍력, 조력 등의 신재생에너지에 연계하여 잉여 전기 에너지는 수전해 스택에서 이용하여 수소를 생산하고, 생산한 수소를 저장한 후 이를 연료전지에 공급하고, 에너지 필요시 사용하는 기술이 새로운 에너지 저장 형태로 연구 개발이 진행중이다.Recently, demand for new and renewable energy has rapidly increased, and research on it has been actively conducted. In connection with new and renewable energy such as solar power, wind power, and tidal power, surplus electric energy is used in a water electrolysis stack to produce hydrogen, and the produced hydrogen is stored and supplied to a fuel cell, and used when energy is needed. Research and development is ongoing into new forms of energy storage.

여기서 현대 수소 사회를 구현하기 위해 사용되고 있는 대부분의 수소는 석유화학 공정의 부산물로 나오는 부생수소 및 천연가스를 개질해 만든 추출수소인 그레인 수소이다.Here, most of the hydrogen used to realize a modern hydrogen society is grain hydrogen, which is extracted hydrogen made by reforming natural gas and by-product hydrogen produced as a by-product of petrochemical processes.

그러나, 그레이 수소는 최근 불거지고 있는 환경문제를 해결하기 위한 탄소화합물 저감과는 거리가 있어 순수하게 이산화탄소 혹은 오염물질을 배출하지 않는 방법으로서 수전해를 활용하여 수소를 얻는 방법이 가장 널리 알려진 방법이다. 이를 위해 운영 환경과 기술에 따라 다양한 수전해 방법이 개발되고 있다.However, gray hydrogen is far from reducing carbon compounds to solve recently emerging environmental problems, so the most widely known method is to obtain hydrogen using water electrolysis as a method that does not emit carbon dioxide or pollutants. . To this end, various water electrolysis methods are being developed depending on the operating environment and technology.

수전해는 물과 전기를 투입하여 수소와 산소를 얻어내는 것을 목적으로 하며, 이때 생성되는 배출물은 수소와 산소이며, 이들 중 수소는 고순도(99%↑)의 수소이다. 따라서, 수전해는 현재 수소경제에서 요구하는 탄소화합 물 발생 저감에 부합하는 최적의 방법이라고 할 수 있다.The purpose of water electrolysis is to obtain hydrogen and oxygen by inputting water and electricity. The emissions produced at this time are hydrogen and oxygen, of which hydrogen is of high purity (99%↑). Therefore, water electrolysis can be said to be the optimal method to reduce the generation of carbon compounds required by the current hydrogen economy.

한편, 친환경 수소생산 방식인 수전해 방법에는 고가의 백금(Pt) 촉매를 필수적으로 사용해야 하기 때문에 가격경쟁력 확보가 어렵다. 따라서, 고분자 전해질막 기반 수전해 장치는 백금계 촉매 대신 전이금속 기반 촉매에서도 수소발생 반응의 활성도를 높일 수 있어 현재 상용화를 위한 연구가 활발히 이뤄지고 있다.Meanwhile, the water electrolysis method, which is an eco-friendly hydrogen production method, requires the use of an expensive platinum (Pt) catalyst, making it difficult to secure price competitiveness. Therefore, polymer electrolyte membrane-based water electrolysis devices can increase the activity of hydrogen generation reactions even with transition metal-based catalysts instead of platinum-based catalysts, and research for commercialization is currently being actively conducted.

또한, 기존의 화석연료를 사용하여 운행되는 내연기관 자동차들은 대기중에 이산화탄소를 많이 배출하기 때문에 환경오염에 주된 문제를 일으킬 수 있으며, 이에 따라 친환경 에너지원 특히 전기 또는 수소를 이용하는 자동차들에 대한 연구가 활발하다. 그리고, 내연기관 자동차들의 연비가 향상될수록 이산화탄소의 배출량이 감소하므로, 내연기관 자동차들의 연비 향상 방법에 관한 연구도 활발하다.In addition, internal combustion engine vehicles that run on existing fossil fuels emit a lot of carbon dioxide into the atmosphere, which can cause major environmental pollution problems. Accordingly, research on vehicles that use eco-friendly energy sources, especially electricity or hydrogen, is being conducted. It is actively. Additionally, as the fuel efficiency of internal combustion engine vehicles improves, carbon dioxide emissions decrease, so research on methods to improve fuel efficiency of internal combustion engine vehicles is also active.

기존에 화석연료의 주요 성분은 탄소(C)와 수소(H)로 구성되어 있어 내연기관 자동차의 경우 화석연료가 폭발하면서 다량의 이산화탄소가 배출됨으로써 지구온난화를 가속화하는 문제가 있으며, 내연기관 자동차들의 연비가 향상될수록 화석연료 사용량이 줄어 이산화탄소의 배출량은 감소하므로, 내연기관 자동차들의 연비를 향상시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다. 특히, 친환경 에너지를 활용하여 내연기관 자동차들의 연비를 향상시킬 수 있는 방법이 요구되고 있으며, 본 명세서는 PEM 수전해 스택 장치를 활용하여 친환경적으로 수소를 얻어내고, 이 수소를 화석연료와 혼합하여 수소 함량을 높여 내연기관의 폭발력은 증가시켜 연비를 향상시키고, 이산화탄소의 생성량은 줄이는 방법을 제시하고 있다.Previously, the main components of fossil fuels consisted of carbon (C) and hydrogen (H), so in the case of internal combustion engine vehicles, fossil fuels explode and a large amount of carbon dioxide is emitted, which has the problem of accelerating global warming. As fuel efficiency improves, the use of fossil fuels decreases and carbon dioxide emissions decrease, so there is a need for a method to improve the fuel efficiency of internal combustion engine vehicles. In particular, there is a need for a method to improve the fuel efficiency of internal combustion engine vehicles by utilizing eco-friendly energy, and this specification uses a PEM water electrolysis stack device to obtain hydrogen in an environmentally friendly manner and mixes this hydrogen with fossil fuel to produce hydrogen. By increasing the content, the explosive power of the internal combustion engine is increased, thereby improving fuel efficiency and reducing the amount of carbon dioxide produced.

기존의 친환경 에너지 자동차들 중 수소에너지를 활용한 차량의 경우, 차량의 외부에서 생산된 수소를 차량에 주입하는 외부 수소 충전 방식을 사용하고 있으며, 상기 수소는 개질 수소를 사용하고 있어 수소 생산 시 이산화탄소가 발생하며, 차량에 연료를 공급하는데 시간이 소요된다. 따라서, 별도로 수소를 외부에서 충전하는 과정을 생략함으로써 차량에 연료를 공급하는데 소비되는 시간을 확보할 수 있고, PEM 수전해 스택 장치를 활용하여 이산화탄소의 발생없이 친환경적으로 얻어낸 수소를 외부에서 주입할 필요 없이 차량 내부에서 자체 생산하여 차량에 공급할 수 있는 방법이 요구되고 있으며, 본 명세서에서는 PEM 수전해 스택 장치를 차량에 설치함으로써, 외부 수소 충전 과정을 생략하고, 이산화탄소의 발생 없이 수소를 생산함으로써 차량에 공급할 수 있는 방법을 제시하고 있다.Among existing eco-friendly energy vehicles, vehicles utilizing hydrogen energy use an external hydrogen charging method that injects hydrogen produced outside the vehicle into the vehicle. The hydrogen uses reformed hydrogen, so carbon dioxide is produced during hydrogen production. occurs, and it takes time to supply fuel to the vehicle. Therefore, by omitting the process of charging hydrogen externally, it is possible to secure the time required to supply fuel to the vehicle, and it is necessary to inject hydrogen obtained externally in an environmentally friendly manner without generating carbon dioxide by using a PEM water electrolysis stack device. There is a need for a method that can produce hydrogen inside the vehicle and supply it to the vehicle, and in this specification, by installing a PEM water electrolysis stack device in the vehicle, the external hydrogen charging process is omitted and hydrogen is produced without generating carbon dioxide, thereby supplying the vehicle to the vehicle. We are suggesting a way to supply it.

또한, 일반적으로 PEM 수전해 스택의 경우, 고가의 백금 촉매를 필수적으로 사용하게 되나, 가격경쟁력을 확보하기 어려운 문제가 있으므로, 백금이 아닌 촉매를 활용하여 PEM 수전해 스택을 이용할 수 있는 방법이 요구되고 있다. 본 명세서는 백금 촉매가 아닌 전이금속 기반 촉매(예: 이리듐 산화물, Ir) 촉매를 적용한 PEM 수전해 스택을 제시함으로써, 가격경쟁력을 확보할 수 있는 방안을 제시하고 있다.In addition, in general, in the case of PEM water electrolysis stacks, expensive platinum catalysts are essential, but there is a problem in securing price competitiveness, so a method of using PEM water electrolysis stacks using catalysts other than platinum is required. It is becoming. This specification presents a way to secure price competitiveness by presenting a PEM water electrolysis stack using a transition metal-based catalyst (e.g., iridium oxide, Ir) rather than a platinum catalyst.

본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.Various embodiments disclosed in this document can provide methods and devices for solving the above-described problems.

일 실시 예에 따르면, PEM 수전해 스택을 활용한 내연기관 차량용 연비개선 시스템은 전기분해를 통해 수소를 생성하기 위한 물을 저장하는 물 탱크(water tank), 상기 물 탱크로부터 제공받은 상기 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 전해셀(electrolysis cell), 상기 전해셀로부터 제공받은 수소에 함유된 수분을 제거하고, 상기 제거된 수분을 상기 물 탱크로 제공하는 물 분리기(water separator), 상기 물 탱크와 전기적으로 연결되어 있는 제어부, 상기 물 분리기로부터 상기 수분이 제거된 수소를 제공받아 전기를 생성하는 수소연료전지, 및 연비를 향상시키기 위해 상기 수소연료전지로부터 제공받은 상기 전기를 이용하여 구동하는 내연기관 엔진을 포함할 수 있다.According to one embodiment, a fuel efficiency improvement system for an internal combustion engine vehicle using a PEM water electrolysis stack includes a water tank that stores water for generating hydrogen through electrolysis, and the water provided from the water tank is used as electricity. An electrolysis cell that generates hydrogen by decomposition, a water separator that removes moisture contained in the hydrogen provided from the electrolysis cell and provides the removed moisture to the water tank, the water tank, and An electrically connected control unit, a hydrogen fuel cell that generates electricity by receiving hydrogen from which the moisture has been removed from the water separator, and an internal combustion engine that is driven using the electricity provided by the hydrogen fuel cell to improve fuel efficiency. May include engines.

일 실시 예에 따르면, 상기 전해셀은 상기 PEM 수전해 스택 방식을 이용하도록 제작되며, 상기 물 탱크로부터 제공받은 상기 물을 전이금속 촉매제를 이용하여 전기분해함으로써 수소를 생성할 수 있다.According to one embodiment, the electrolysis cell is manufactured to use the PEM water electrolysis stack method, and can generate hydrogen by electrolyzing the water provided from the water tank using a transition metal catalyst.

일 실시 예에 따르면, 상기 전이금속 촉매제는 양극재만 이리듐 산화물(Ir)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the transition metal catalyst may include iridium oxide (Ir) only in the anode material.

일 실시 예에 따르면, 상기 전해셀의 상기 PEM 수전해 스택 방식은 300~600mL/min로 상기 수소를 생산할 수 있다.According to one embodiment, the PEM water electrolysis stack method of the electrolysis cell can produce the hydrogen at 300 to 600 mL/min.

일 실시 예에 따르면, 상기 수소연료전지 가동 전력 60W/hr로 상기 전기를 생성할 수 있다.According to one embodiment, the electricity can be generated with the hydrogen fuel cell operating power of 60W/hr.

일 실시 예에 따르면, 상기 물 분리기는 상기 수소에 함유된 수분을 제거하는 수분 흡착제를 포함하고, 상기 수분 흡착제는 다공성 구조를 가질 수 있다.According to one embodiment, the water separator includes a moisture adsorbent that removes moisture contained in the hydrogen, and the moisture adsorbent may have a porous structure.

일 실시 예에 따르면, PEM 수전해 스택을 활용한 내연기관 차량용 연비개선 시스템은 전기분해를 통해 수소를 생성하기 위한 물을 저장하는 물 탱크(water tank), 상기 물 탱크로부터 제공받은 물이 제1 유입구를 통해 유입되어, 유체 이동부를 통해 이동되고, 제1 배출구를 통해 배출되도록 제작된 물 분리기(water separator), 상기 물 분리기로부터 제공받은 상기 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 전해셀(electrolysis cell), 상기 물 분리기는 상기 전해셀로부터 상기 생성된 수소를 제공받아 상기 수소에 함유된 수분을 제거하고, 상기 제거된 수분을 상기 물 탱크로 제공하고, 상기 물 탱크와 전기적으로 연결되어 있는 제어부, 상기 물 분리기로부터 상기 수분이 제거된 수소를 제공받아 전기를 생성하는 수소연료전지, 및 연비를 향상시키기 위해 상기 수소연료전지로부터 제공받은 상기 전기를 이용하여 구동하는 내연기관 엔진을 포함할 수 있다.According to one embodiment, a fuel efficiency improvement system for an internal combustion engine vehicle using a PEM water electrolysis stack includes a water tank that stores water for generating hydrogen through electrolysis, and the water provided from the water tank is the first A water separator designed to flow in through an inlet, move through a fluid moving unit, and discharge through a first outlet, and an electrolysis cell that generates hydrogen by electrolyzing the water provided from the water separator. ), the water separator receives the generated hydrogen from the electrolysis cell, removes moisture contained in the hydrogen, provides the removed moisture to the water tank, and a control unit electrically connected to the water tank, It may include a hydrogen fuel cell that generates electricity by receiving hydrogen from which the moisture has been removed from the water separator, and an internal combustion engine that is driven using the electricity provided by the hydrogen fuel cell to improve fuel efficiency.

일 실시 예에 따르면, 상기 물 분리기의 윗면에 상기 제1 유입구가 구비되고, 상기 물 분리기의 아랫면에 상기 제1 배출구가 구비되고, 상기 물 분리기의 내부에 유체 이동부가 구비되며, 상기 물 분리기 내부 중 상기 유체 이동부를 제외한 영역에 수분 흡착제를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the first inlet is provided on the upper side of the water separator, the first outlet is provided on the lower side of the water separator, a fluid moving part is provided inside the water separator, and the inside of the water separator is provided. A moisture adsorbent may be included in an area excluding the fluid moving part.

PEM 수전해 스택 장치를 활용하여 편리하게 수소를 발생시켜 화석연료와 혼합하여 연비를 향상시킬 수 있고, 향상된 연비에 따라 이산화탄소의 생성량이 감소할 수 있으며, 이를 통해 친환경성을 확보할 수 있다.Using a PEM water electrolysis stack device, hydrogen can be conveniently generated and mixed with fossil fuels to improve fuel efficiency. The amount of carbon dioxide produced can be reduced according to improved fuel efficiency, thereby ensuring eco-friendliness.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, PEM 수전해 스택 장치를 소형화 하여 내연기관 차량에 설치함으로써 외부로부터의 수소 충전 과정을 생략할 수 있고, 이산화탄소 발생 없이 수소를 차량에 지속적으로 공급할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, by miniaturizing the PEM water electrolysis stack device and installing it in an internal combustion engine vehicle, the external hydrogen charging process can be omitted, and hydrogen can be continuously supplied to the vehicle without generating carbon dioxide.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, PEM 수전해 스택 장치를 고가의 백금 촉매가 아닌 저렴한 전이금속 기반 촉매(예: 이리듐 산화물, Ir)를 사용하여 구동함으로써, 가격경쟁력을 확보할 있다.According to an embodiment of the present disclosure, price competitiveness can be secured by operating the PEM water electrolysis stack device using an inexpensive transition metal-based catalyst (e.g., iridium oxide, Ir) rather than an expensive platinum catalyst.

이 외에, 본 개시를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.In addition, various effects that can be directly or indirectly realized through the present disclosure may be provided.

도 1은 일 실시 예에 따른 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치를 구비한 제1 내연기관 차량 내부의 구성도를 도시한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 도 1의 구성요소 간에 전기신호 및 유체의 이동을 자세히 설명한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 제2 형태의 PEM 수전해 스택 장치를 구비한 제2 내연기관 차량 내부의 구성도를 도시한다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
1 shows a configuration diagram of the interior of a first internal combustion engine vehicle equipped with a first type of PEM water electrolysis stack device according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the movement of electric signals and fluid between the components of FIG. 1 according to an embodiment.
Figure 3 shows a configuration diagram inside a second internal combustion engine vehicle equipped with a second type of PEM water electrolysis stack device according to an embodiment.
In relation to the description of the drawings, identical or similar reference numerals may be used for identical or similar components.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention are described with reference to the attached drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or alternatives to the embodiments of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as "... unit", "... unit", and "module" used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. there is.

본 문서에서, “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.In this document, expressions such as “have,” “may have,” “includes,” or “may include” refer to the relevant features (e.g., numerical values, functions, operations, or components such as parts). Indicates presence and does not exclude the presence of additional features.

본 문서에서, “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 this document, expressions such as “A or B, “at least one of A or/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” (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 문서에서 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. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.As used herein, expressions such as “first,” “second,” “first,” or “second” may describe various elements in any order and/or importance, and may refer to one element as another. It is only used to distinguish from components and does not limit the components. For example, a first user device and a second user device may represent different user devices regardless of order or importance. For example, a first component may be renamed a second component without departing from the scope of rights described in this document, and similarly, the second component may also be renamed to the first component.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected," but also the case where it is "electrically connected" with another element in between. . In addition, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean excluding other components unless specifically stated to the contrary, but may further include other components, and one or more other features. It should be understood that it does not exclude in advance the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 1은 일 실시 예에 따른 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)를 구비한 제1 내연기관 차량(10) 내부의 구성도를 도시한다.FIG. 1 shows a configuration diagram of the inside of a first internal combustion engine vehicle 10 equipped with a first type of PEM water electrolysis stack device 100 according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 제1 내연기관 차량(10)은 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)를 함께 구비한 상태로 내연기관 엔진(105)을 구동할 수 있다. 이로써, 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)를 구비하지 않고 내연기관 엔진(105)을 구동한 경우보다 내연기관 엔진(105)의 연비가 향상될 수 있고, 향상된 연비를 통해 차량의 이산화탄소 배출량이 현저히 감소될 수 있다.Referring to FIG. 1, a first internal combustion engine vehicle 10 can drive an internal combustion engine 105 while being equipped with a first type of PEM water electrolysis stack device 100. As a result, the fuel efficiency of the internal combustion engine 105 can be improved compared to the case where the internal combustion engine 105 is driven without the PEM water electrolysis stack device 100 of the first type, and the improved fuel efficiency can improve the carbon dioxide of the vehicle. Emissions can be significantly reduced.

예를 들어, 휘발유를 사용하는 내연기관 차량의 경우, 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)를 함께 장착하여 내연기관 엔진(105)을 구동할 경우, 연비가 약 10 ~ 20 % 향상될 수 있다.For example, in the case of an internal combustion engine vehicle using gasoline, when the first type of PEM water electrolysis stack device 100 is installed together to drive the internal combustion engine 105, fuel efficiency will be improved by about 10 to 20%. You can.

다른 예를 들어, 경유를 사용하는 내연기관 차량의 경우, 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)를 함께 장착하여 내연기관 엔진(105)을 구동할 경우, 연비가 약 10 ~ 15 % 향상될 수 있다.For another example, in the case of an internal combustion engine vehicle using diesel fuel, when the first type of PEM water electrolysis stack device 100 is installed together to drive the internal combustion engine 105, fuel efficiency is improved by about 10 to 15%. It can be.

또 다른 예를 들어, LPG를 사용하는 내연기관 차량의 경우, 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)를 함께 장착하여 내연기관 엔진(105)을 구동할 경우, 연비가 약 10 ~ 15 % 향상될 수 있다.As another example, in the case of an internal combustion engine vehicle using LPG, when the first type of PEM water electrolysis stack device 100 is installed together to drive the internal combustion engine 105, fuel efficiency is reduced by about 10 to 15%. It can be improved.

일 실시 예에 따르면, 수소연료전지 시스템은 차량용 연비 개선 장치를 의미하는 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)와 연료 전지(미도시)를 포함한 것을 의미할 수 있으며, 상기 수소연료전지 시스템을 내연기관 차량에 도입함으로써, 기존대비 연비가 향상될 수 있다. 상기 연료 전지는 수소 연료 전지를 의미할 수 있으며, 상기 수소 연료 전지는 화학적 반응을 통해 수소를 전기로 변환하여 에너지를 생성하는 장치일 수 있다. 상기 수소 연료 전지는 환경 친화적이며, 고효율로 작동하여 전기자동차 및 다양한 응용분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 수소 연료 전지는 수소와 산소를 결합하여 물을 생성함으로 연료 소모시에는 배출물로 물만 생성되므로, 탄소 제로 배출을 달성할 수 있다.According to one embodiment, the hydrogen fuel cell system may include a first type PEM water electrolysis stack device 100, which refers to a fuel efficiency improvement device for vehicles, and a fuel cell (not shown), and the hydrogen fuel cell system By introducing it into internal combustion engine vehicles, fuel efficiency can be improved compared to existing ones. The fuel cell may refer to a hydrogen fuel cell, and the hydrogen fuel cell may be a device that generates energy by converting hydrogen into electricity through a chemical reaction. The hydrogen fuel cell is environmentally friendly, operates with high efficiency, and can be used in electric vehicles and various other applications. For example, the hydrogen fuel cell combines hydrogen and oxygen to produce water, so when fuel is consumed, only water is produced as an emission, thereby achieving zero carbon emissions.

일 실시 예에 따르면, 상기 수소연료전지 시스템은 제1 내연기관 차량(10)에 전력을 공급하는 장치를 의미할 수 있으며, 3kw 전력을 공급할 수 있는 전력공급장치를 의미할 수 있다.According to one embodiment, the hydrogen fuel cell system may refer to a device that supplies power to the first internal combustion engine vehicle 10 and may refer to a power supply device capable of supplying 3 kW of power.

일 실시 예에 따르면, 상기 차량용 연비 개선 장치의 스펙 즉, PEM 수전해 스택 장치(100)의 수소 생산량은 600mL/min일 수 있고, 상기 연료 전지의 스펙 즉, 수소 연료 전지 가동은 60W/hr 일 수 있다.According to one embodiment, the specifications of the vehicle fuel efficiency improvement device, that is, the hydrogen production of the PEM water electrolysis stack device 100, may be 600 mL/min, and the specifications of the fuel cell, that is, the hydrogen fuel cell operation may be 60 W/hr. You can.

일 실시 예에 따르면, 제1 내연기관 차량(10)은 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100), 내연기관 엔진(105), ODB(106), 및 공해저감장치(107)를 포함할 수 있다. 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)는 전해셀(Electrolysis Cell, 102), 물 탱크(Water Tank, 103), 물 분리기(Water Seprator, 104), 및 제어부(control box, 101)를 포함할 수 있다. 제1 내연기관 차량(10) 내부의 구성요소들은 도 1에 도시된 것에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)의 내부 구성요소 간의 연결 관계는 도 1에 도시된 형태에 제한되지 않으며, 도 3에 도시된 것과 같이 물 탱크(103), 물 분리기(104), 및 전해셀(102)의 배치가 변경될 수 있다.According to one embodiment, the first internal combustion engine vehicle 10 may include a first type of PEM water electrolysis stack device 100, an internal combustion engine engine 105, an ODB 106, and a pollution reduction device 107. You can. The first type of PEM water electrolysis stack device 100 includes an electrolysis cell (102), a water tank (103), a water separator (104), and a control box (101). can do. Components inside the first internal combustion engine vehicle 10 may not be limited to those shown in FIG. 1 . For example, the connection relationship between the internal components of the PEM water electrolysis stack device 100 of the first type is not limited to the form shown in FIG. 1, and includes the water tank 103 and the water separator as shown in FIG. 3. The arrangement of (104) and electrolytic cell (102) may be changed.

일 실시 예에 따르면, 전해셀(102)은 PEM 수전해 스택 장치(100)의 핵심적인 구성이며, 전기분해에 사용하는 용기일 수 있다. 상기 용기에는 전극 및 전해액이 담겨있을 수 있다.According to one embodiment, the electrolytic cell 102 is a core component of the PEM water electrolysis stack device 100 and may be a vessel used for electrolysis. The container may contain an electrode and an electrolyte solution.

일 실시 에에 따르면, 수전해 스택 기술은 이동되는 이온의 종류와 사용되는 전해질의 종류에 따라 구분될 수 있다. 예를 들어, AEC 수전해 스택 기술은 전해질로 알칼리 액체를 사용할 수 있고, 분리막을 통해 음이온을 이동시키는 기술이다. PEM 수전해 스택 기술은 전해질로 고분자전해질을 사용할 수 있고, 분리막을 통해 양이온을 이동시키는 기술이다. AEM 수전해 스택 기술은 전해질로 음이온 교환막을 사용하고, 분리막을 통해 음이온을 이동시키는 기술이다.According to one implementation, water electrolysis stack technology can be divided depending on the type of ions to be moved and the type of electrolyte used. For example, AEC water electrolysis stack technology can use alkaline liquid as an electrolyte and is a technology that moves anions through a separator. PEM water electrolysis stack technology can use a polymer electrolyte as an electrolyte and is a technology that moves positive ions through a separator. AEM water electrolysis stack technology uses an anion exchange membrane as an electrolyte and moves anions through a separator.

일 실시 예에 따르면, 물 탱크(103)는 물을 저장할 수 있고, 저장된 물은 제어부(101)를 통해 전해셀(102)로 제공될 수 있다. 상기 물은 수소를 확보하기 위한 전기분해의 대상일 수 있다. 물 탱크(103)는 물 분리기(104)로부터 분리된 물을 제공받을 수 있다.According to one embodiment, the water tank 103 can store water, and the stored water can be provided to the electrolytic cell 102 through the control unit 101. The water may be subject to electrolysis to secure hydrogen. The water tank 103 may receive water separated from the water separator 104.

일 실시 예에 따르면, 물 분리기(104)는 전해셀(102)에서 물이 전기분해된 후 생성된 수소 기체와 산소 기체에서 불순물인 물(또는 수분)을 분리하기 위한 장치일 수 있다. 물 분리기(104)는 상기 불순물인 물(또는 수분)을 분리하여, 물 탱크(103)에 제공할 수 있다. 물 분리기(104)는 상기 불순물을 제거한 수소 기체와 산소 기체를 내연기관 엔진(105)에 제공할 수 있다.According to one embodiment, the water separator 104 may be a device for separating water (or moisture), which is an impurity, from hydrogen gas and oxygen gas generated after water is electrolyzed in the electrolysis cell 102. The water separator 104 can separate the impurity water (or moisture) and provide it to the water tank 103. The water separator 104 can provide hydrogen gas and oxygen gas from which the impurities have been removed to the internal combustion engine 105.

일 실시 예에 따르면, 제어부(101)는 전기 신호를 송수신하고 처리할 수 있는 전기신호 모듈과 물의 흐름을 제어할 수 있는 물 흐름 제어 모듈을 포함할 수 있다. 제어부(101)는 상기 전기신호 모듈을 통해 물 탱크(103) 및 OBD(106)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 전기신호를 송수신할 수 있다. 제어부(101)는 상기 물 흐름 제어 모듈을 통해 물 탱크(103)로부터 물을 제공받을 수 있고, 상기 제공받은 물을 전해셀(102)로 제공할 수 있다. 제어부(101)는 상기 물 흐름 제어 모듈을 통해 물 탱크(103)로부터 전해셀(102)로 물이 전달되도록 제어할 수 있다.According to one embodiment, the control unit 101 may include an electrical signal module capable of transmitting, receiving, and processing electrical signals, and a water flow control module capable of controlling the flow of water. The control unit 101 can be electrically connected to the water tank 103 and the OBD 106 through the electric signal module, and can transmit and receive electric signals. The control unit 101 can receive water from the water tank 103 through the water flow control module, and provide the received water to the electrolysis cell 102. The control unit 101 may control water to be transferred from the water tank 103 to the electrolytic cell 102 through the water flow control module.

일 실시 예에 따르면, OBD(On-Board Diagnostics, 106)는 차량의 전기/전자적인 작동 상태를 확인하고, 제어하기 위한 진단 규격이며, 다양한 차량 정보를 운전자에게 보여주는 트립 컴퓨터로서의 인터페이스 역할을 수행할 수 있다. OBD(106)는 차량의 전기/전자적인 작동 상태에 관한 정보를 측정할 수 있고, 상기 측정 결과를 운전자에게 제공함으로써, 운전자가 차량의 상태를 인지할 수 있다.According to one embodiment, OBD (On-Board Diagnostics, 106) is a diagnostic standard for checking and controlling the electrical/electronic operating status of a vehicle, and can serve as an interface as a trip computer that displays various vehicle information to the driver. You can. The OBD 106 can measure information about the electrical/electronic operating status of the vehicle and provide the measurement results to the driver, allowing the driver to recognize the status of the vehicle.

예를 들어, OBD(106)는 차량의 전기/전자적인 작동 상태를 확인함으로써, 차량의 연비를 실시간으로 측정할 수 있다. 상기 측정된 차량의 연비에 기초하여, PEM 수전해 스택 장치(100)의 구동 여부를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 측정된 차량의 연비가 기준 수치 이하일 때, PEM 수전해 스택 장치(100)를 구동시킬 수 있고, 이를 통해 수소를 생산할 수 있다. 상기 수소를 생산하는 과정에서 이산화탄소는 발생되지 않을 수 있다. 상기 생산된 수소는 상기 수소 연료 전지에 주입됨으로써 전기를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 생산된 수소는 수소 저장 탱크에 저장될 수 있고, 상기 탱크에 저장된 수소는 상기 측정된 차량의 연비가 상기 기준 수치 이하일 때, 상기 수소 연료 전지에 주입됨으로써 전기를 생성할 수 있다. 화석연료와 함께 상기 생성된 전기를 함께 이용하여 내연기관 엔진(105)을 구동함으로써 내연기관 엔진(105)의 연비가 향상될 수 있다.For example, the OBD 106 can measure the fuel efficiency of a vehicle in real time by checking the electrical/electronic operating status of the vehicle. Based on the measured fuel efficiency of the vehicle, whether or not the PEM water electrolysis stack device 100 is driven can be controlled. For example, when the measured fuel efficiency of the vehicle is below the standard value, the PEM water electrolysis stack device 100 can be driven, and hydrogen can be produced through this. Carbon dioxide may not be generated in the process of producing hydrogen. The produced hydrogen can generate electricity by being injected into the hydrogen fuel cell. For another example, the produced hydrogen may be stored in a hydrogen storage tank, and the hydrogen stored in the tank may be injected into the hydrogen fuel cell to generate electricity when the measured fuel efficiency of the vehicle is below the reference value. there is. By driving the internal combustion engine 105 using the generated electricity together with fossil fuel, the fuel efficiency of the internal combustion engine 105 can be improved.

일 실시 예에 따르면, 내연기관 엔진(105)은 화석연료(예: 가솔린, 디젤 등)을 사용하여 작동되는 차량 엔진을 의미할 수 있다. 내연기관 엔진(105)은 PEM 수전해 스택 장치(100)와 연결될 수 있다. 내연기관 엔진(105)은 PEM 수전해 스택 장치(100)로부터 제공받은 수소가 공기 중의 산소와 반응하여 생성된 전기를 함께 활용하여 구동함으로써 상기 수소를 이용하지 않고 화석연료만을 사용하여 구동할 때보다, 연비가 향상될 수 있다. 도 1에 도시되지 않았으나, PEM 수전해 스택 장치(100)로부터 제공된 수소 기체는 별도로 주입되는 공기 중의 산소와 반응된 결과 전기와 열이 생성될 수 있고, 상기 생성된 전기는 차량(특히 내연기관 엔진(105))을 구동시킴으로써 차량의 연비를 향상시킬 수 있고, 향상된 연비를 통해 이산화탄소의 배출량을 감소시킬 수 있다.According to one embodiment, the internal combustion engine 105 may refer to a vehicle engine that operates using fossil fuels (eg, gasoline, diesel, etc.). The internal combustion engine 105 may be connected to the PEM water electrolysis stack device 100. The internal combustion engine 105 is driven by utilizing electricity generated by reacting hydrogen provided from the PEM water electrolysis stack device 100 with oxygen in the air, which is better than when driven using only fossil fuels without using the hydrogen. , fuel efficiency can be improved. Although not shown in FIG. 1, the hydrogen gas provided from the PEM water electrolysis stack device 100 can generate electricity and heat as a result of reacting with oxygen in the air that is separately injected, and the generated electricity can be used in vehicles (especially internal combustion engine engines) By driving (105)), the fuel efficiency of the vehicle can be improved, and carbon dioxide emissions can be reduced through improved fuel efficiency.

일 실시 예에 따르면, 내연기관 엔진(105)은 내연기관 엔진(105)을 구동하면서 발생된 매연(또는 배기가스)를 공해저감장치(107)로 전달할 수 있다.According to one embodiment, the internal combustion engine 105 may transmit soot (or exhaust gas) generated while driving the internal combustion engine 105 to the pollution reduction device 107.

일 실시 예에 따르면, 공해저감장치(107)는 선택적 환원촉매 설비(Selective Catalytic Reduction, SCR) 및 디젤 미립자 필터(Diesel Particulate Filter, DPF)을 포함할 수 있다. 상기 선택적 환원촉매 설비는 디젤 엔진의 배기가스를 정화해주는 장치일 수 있다. 상기 디젤 미립자 필터는 디젤 엔진의 공해 저감 장치이며, 차량의 매연 중 미세먼지 배출을 감소시키는 기능을 수행하는 장치일 수 있다. 공해저감장치(107)는 내연기관 엔진(105)으로부터 제공받은 매연(또는 배기가스)를 처리한 후, 차량 외부로 배출할 수 있다. 상기 처리는 매연(또는 배기가스)를 정화하는 작업을 의미할 수 있다.According to one embodiment, the pollution reduction device 107 may include a selective catalytic reduction (SCR) facility and a diesel particulate filter (DPF). The selective reduction catalyst facility may be a device that purifies exhaust gas from a diesel engine. The diesel particulate filter is a pollution reduction device for a diesel engine, and may be a device that performs the function of reducing fine dust emissions from vehicle exhaust. The pollution reduction device 107 can process soot (or exhaust gas) provided from the internal combustion engine 105 and then discharge it to the outside of the vehicle. The treatment may mean purifying soot (or exhaust gas).

일 실시 예에 따르면, 공해저감장치(107)는 DPF 작동센서를 포함할 수 있고, 상기 DPF 작동센서는 공해저감장치의 작동여부를 감지할 수 있다. 공해저감장치(107)는 제어부(101)와 데이터 통신을 수행할 수 있고, 상기 DPF 작동센서를 통해 감지된 감지 데이터를 제어부(101)에 전달할 수 있다. 제어부(101)는 공해저감장치(107)로부터 제공받은 상기 감지 데이터를 이용하여 연료저감장치를 제어할 수 있다.According to one embodiment, the pollution reduction device 107 may include a DPF operation sensor, and the DPF operation sensor may detect whether the pollution reduction device is operating. The pollution reduction device 107 can perform data communication with the control unit 101 and transmit sensed data detected through the DPF operation sensor to the control unit 101. The control unit 101 can control the fuel reduction device using the sensing data provided from the pollution reduction device 107.

도 2는 일 실시 예에 따른 도 1의 구성요소 간에 전기신호 및 유체의 이동을 자세히 설명한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the movement of electric signals and fluid between the components of FIG. 1 according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 제1 내연기관 차량(10) 내부에 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)가 구비되어 있으며, 제1 형태의 PEM 수전해 스택 장치(100)를 통해 생성된 수소 기체를 이용하여 전기가 생성되며, 상기 생성된 전기를 이용하여 내연기관 엔진(105)을 구동할 수 있다. 상기 생성된 수소 기체는 수소 연료 전지(미도시)에 투입됨으로써, 전기와 열이 생성될 수 있다.Referring to FIG. 2, a first type of PEM water electrolysis stack device 100 is provided inside a first internal combustion engine vehicle 10, and hydrogen generated through the first type of PEM water electrolysis stack device 100 Electricity is generated using gas, and the internal combustion engine 105 can be driven using the generated electricity. The generated hydrogen gas can be input into a hydrogen fuel cell (not shown), thereby generating electricity and heat.

일 실시 예에 따르면, 제1 내연기관 차량(10)은 제어박스(또는 제어부)(101), 전해셀(102), 물 탱크(103), 물 분리기(104), 내연기관 엔진(105), ODB(106), 및 DPF/SCR(107), 및 공기주입구(201)를 포함할 수 있다. 제1 내연기관 차량(10)의 구성요소는 도 2에 도시된 구성요소에 제한되지 않을 수 있다. 공기주입구(201)는 물 교환기(104)에서 내연기관 엔진(105)으로 이동되는 기체 이동 경로 상에 위치할 수 있다.According to one embodiment, the first internal combustion engine vehicle 10 includes a control box (or control unit) 101, an electrolytic cell 102, a water tank 103, a water separator 104, an internal combustion engine 105, It may include ODB (106), DPF/SCR (107), and air inlet (201). Components of the first internal combustion engine vehicle 10 may not be limited to the components shown in FIG. 2 . The air inlet 201 may be located on the gas movement path from the water exchanger 104 to the internal combustion engine 105.

일 실시 예에 따르면, 물 탱크(103)는 전기분해를 통해 수소를 생성하기 위한 재료인 물을 저장할 수 있다. 물 탱크(103)는 상기 물을 제어부(101)로 전달할 수 있다. 제어부(101)는 물 흐름 제어 모듈을 포함할 수 있으며, 상기 물 흐름 제어 모듈을 통해 물 탱크(103)에 저장된 물을 전해셀(102)에 제공할 수 있다. 전해셀(102)은 제공받은 물을 전기분해하여 산소 기체와 수소 기체를 생성할 수 있다. 전해셀(102)은 상기 산소 기체와 상기 수소 기체를 생성하고 남은 여분의 물을 다시 물 탱크(103)에 제공할 수 있다. 전해셀(102)은 상기 산소 기체와 상기 수소 기체를 물 교환기(104)로 제공할 수 있다. 물 교환기(104)는 저해셀(102)로부터 제공받은 상기 산소 기체와 상기 수소 기체에 포함되어 있는 불순물(예: 수분)을 제거하기 위해, 수분을 포집할 수 있다. 물 교환기(104)는 상기 포집한 수분을 응축(condensate)하여, 물 탱크(103)에 제공할 수 있다.According to one embodiment, the water tank 103 may store water, which is a material for generating hydrogen through electrolysis. The water tank 103 can deliver the water to the control unit 101. The control unit 101 may include a water flow control module, and may provide water stored in the water tank 103 to the electrolysis cell 102 through the water flow control module. The electrolytic cell 102 can generate oxygen gas and hydrogen gas by electrolyzing the provided water. The electrolytic cell 102 generates the oxygen gas and the hydrogen gas and provides the remaining water back to the water tank 103. The electrolytic cell 102 can provide the oxygen gas and the hydrogen gas to the water exchanger 104. The water exchanger 104 may collect moisture to remove impurities (eg, moisture) contained in the oxygen gas and hydrogen gas provided from the inhibition cell 102. The water exchanger 104 can condense the collected moisture and provide it to the water tank 103.

일 실시 예에 따르면, 물 교환기(104)에서 불순물을 제거한 후 남은 산소 기체와 수소 기체는 내연기관 엔진(105)에 제공될 수 있다. 상기 산소 기체와 상기 수소 기체가 내연기관 엔진(105)에 제공되는 과정에서, 공기주입구(201)를 통해 공기가 주입될 수 있고, 상기 주입된 공기, 상기 산소 기체, 및 상기 수소 기체는 수소 연료 전지(미도시)에 전달될 수 있으며, 상기 수소 연료 전지는 상기 공기, 상기 산소 기체, 상기 수소 기체를 이용하여 화학반응을 진행함으로써 전기를 생성할 수 있다. 상기 생성된 전기를 이용하여 내연기관 엔진(105)의 구동을 지원할 수 있으며, 이를 통해 내연기관 엔진(105)의 연비는 향상될 수 있다.According to one embodiment, the oxygen gas and hydrogen gas remaining after removing impurities in the water exchanger 104 may be provided to the internal combustion engine 105. In the process of providing the oxygen gas and the hydrogen gas to the internal combustion engine 105, air may be injected through the air inlet 201, and the injected air, oxygen gas, and hydrogen gas may be used as hydrogen fuel. It can be delivered to a battery (not shown), and the hydrogen fuel cell can generate electricity by conducting a chemical reaction using the air, the oxygen gas, and the hydrogen gas. The generated electricity can be used to support the driving of the internal combustion engine 105, and through this, the fuel efficiency of the internal combustion engine 105 can be improved.

일 실시 예에 따르면, 제어부(101)는 전기 신호를 송수신할 수 있는 전기 신호 모듈을 포함할 수 있으며, 물 탱크(103)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부(101)의 전기 신호 모듈은 물 탱크(103)로부터 전해셀(102)로 물을 공급하도록 전기적으로 제어할 수 있다. 제어부(101)는 OBD(106)와 전기적으로 연결될 수 있고, 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다. OBD(106)는 내연기관 엔진(105)과 DPF/SCR(107) 사이의 연결부재에 전기적으로 연결될 수 있다.According to one embodiment, the control unit 101 may include an electrical signal module capable of transmitting and receiving electrical signals, and may be electrically connected to the water tank 103. The electrical signal module of the control unit 101 can electrically control the supply of water from the water tank 103 to the electrolytic cell 102. The control unit 101 may be electrically connected to the OBD 106 and may receive power from an external source. The OBD (106) may be electrically connected to a connection member between the internal combustion engine 105 and the DPF/SCR (107).

도 3은 일 실시 예에 따른 제2 형태의 PEM 수전해 스택 장치(300)를 구비한 제2 내연기관 차량(30) 내부의 구성도를 도시한다.FIG. 3 shows a configuration diagram of the inside of a second internal combustion engine vehicle 30 equipped with a second type of PEM water electrolysis stack device 300 according to an embodiment.

도 3을 참조하면, 제2 내연기관 차량(30)은 제2 형태의 PEM 수전해 스택 장치(300)를 함께 구비한 상태로 내연기관 엔진(105)을 구동할 수 있다. 이로써, 제2 형태의 PEM 수전해 스택 장치(300)를 구비하지 않고 내연기관 엔진(105)을 구동한 경우보다 내연기관 엔진(105)의 연비가 향상될 수 있고, 향상된 연비를 통해 차량의 이산화탄소 배출량이 현저히 감소될 수 있다.Referring to FIG. 3, the second internal combustion engine vehicle 30 can drive the internal combustion engine 105 while being equipped with a second type of PEM water electrolysis stack device 300. As a result, the fuel efficiency of the internal combustion engine 105 can be improved compared to the case where the internal combustion engine 105 is driven without the second type of PEM water electrolysis stack device 300, and the improved fuel efficiency can improve the carbon dioxide of the vehicle. Emissions can be significantly reduced.

도 1의 구성요소에 대한 내용 중 적어도 일부는 도 3의 구성요소에 동일하게 적용할 수 있고, 도 1과 비교했을 때, 도 3의 구성요소 중 물 탱크(103), 물 분리기(304), 및 전해셀(102) 간의 배치 관계만 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 경우 물 탱크(103)의 물은 물 탱크(103)에서 제어부(101)를 통해 전해셀(102)로 공급될 수 있으나, 도 3의 경우 제어부(101)의 제어에 따라 물 탱크(103)로부터 물 분리기(304)를 거쳐 전해셀(102)로 제공될 수 있다.At least some of the contents of the components of FIG. 1 can be equally applied to the components of FIG. 3, and when compared with FIG. 1, among the components of FIG. 3, the water tank 103, the water separator 304, and only the arrangement relationship between the electrolytic cells 102 may be different. For example, in the case of FIG. 1, water in the water tank 103 may be supplied from the water tank 103 to the electrolytic cell 102 through the control unit 101, but in the case of FIG. 3, the water in the water tank 103 may be supplied to the electrolytic cell 102 through the control unit 101. Accordingly, it may be provided from the water tank 103 to the electrolytic cell 102 through the water separator 304.

일 실시 예에 따르면, 일 실시 예에 따르면, 수소연료전지 시스템은 차량용 연비 개선 장치를 의미하는 제2 형태의 PEM 수전해 스택 장치(300)와 연료 전지(미도시)를 포함한 것을 의미할 수 있으며, 상기 수소연료전지 시스템을 내연기관 차량에 도입함으로써, 기존대비 연비가 향상될 수 있다. 상기 연료 전지는 수소 연료 전지를 의미할 수 있으며, 상기 수소 연료 전지는 화학적 반응을 통해 수소를 전기로 변환하여 에너지를 생성하는 장치일 수 있다. 상기 수소 연료 전지는 환경 친화적이며, 고효율로 작동하여 전기자동차 및 다양한 응용분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 수소 연료 전지는 수소와 산소를 결합하여 물을 생성함으로 연료 소모시에는 배출물로 물만 생성되므로, 탄소 제로 배출을 달성할 수 있다.According to one embodiment, the hydrogen fuel cell system may include a second type of PEM water electrolysis stack device 300, which refers to a fuel efficiency improvement device for vehicles, and a fuel cell (not shown), , By introducing the hydrogen fuel cell system into internal combustion engine vehicles, fuel efficiency can be improved compared to existing vehicles. The fuel cell may refer to a hydrogen fuel cell, and the hydrogen fuel cell may be a device that generates energy by converting hydrogen into electricity through a chemical reaction. The hydrogen fuel cell is environmentally friendly, operates with high efficiency, and can be used in electric vehicles and various other applications. For example, the hydrogen fuel cell combines hydrogen and oxygen to produce water, so when fuel is consumed, only water is produced as an emission, thereby achieving zero carbon emissions.

일 실시 예에 따르면, 상기 수소연료전지 시스템은 제2 내연기관 차량(30)에 전력을 공급하는 장치를 의미할 수 있으며, 3kw 전력을 공급할 수 있는 전력공급장치를 의미할 수 있다.According to one embodiment, the hydrogen fuel cell system may refer to a device that supplies power to the second internal combustion engine vehicle 30 and may refer to a power supply device capable of supplying 3 kW of power.

일 실시 예에 따르면, 상기 차량용 연비 개선 장치의 스펙 즉, PEM 수전해 스택 장치(100)의 수소 생산량은 600mL/min일 수 있고, 상기 연료 전지의 스펙 즉, 수소 연료 전지 가동 전력은 60W/hr 일 수 있다.According to one embodiment, the specifications of the vehicle fuel efficiency improvement device, that is, the hydrogen production of the PEM water electrolysis stack device 100, may be 600 mL/min, and the specifications of the fuel cell, that is, the hydrogen fuel cell operating power, may be 60 W/hr. It can be.

일 실시 예에 따르면, 제2 내연기관 차량(30)은 제2 형태의 PEM 수전해 스택 장치(300), 내연기관 엔진(105), ODB(106), 및 공해저감장치(107)를 포함할 수 있다. 제2 형태의 PEM 수전해 스택 장치(300)는 전해셀(Electrolysis Cell, 102), 물 탱크(Water Tank, 103), 물 분리기(Water Seprator, 304), 및 제어부(control box, 101)를 포함할 수 있다. 제2 내연기관 차량(30) 내부의 구성요소들은 도 3에 도시된 것에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제2 형태의 PEM 수전해 스택 장치(300)의 내부 구성요소 간의 연결 관계는 도 3에 도시된 형태에 제한되지 않을 수 있다.According to one embodiment, the second internal combustion engine vehicle 30 may include a second type of PEM water electrolysis stack device 300, an internal combustion engine engine 105, an ODB 106, and a pollution reduction device 107. You can. The second type of PEM water electrolysis stack device 300 includes an electrolysis cell (102), a water tank (103), a water separator (304), and a control box (101). can do. Components inside the second internal combustion engine vehicle 30 may not be limited to those shown in FIG. 3 . For example, the connection relationship between internal components of the PEM water electrolysis stack device 300 of the second type may not be limited to the form shown in FIG. 3.

일 실시 예에 따르면, 도 3의 물 분리기(304)는 열 교환기의 역할을 수행할 수 있으며, 열 교환기 기능을 수행하도록 물 분리기(304)가 제작될 수 있다. 물 분리기(304)는 물 탱크(103)로부터 물이 유입되는 유입구와 상기 물이 배출되는 배출구를 구비할 수 있다. 물 분리기(304)는 상기 유입구를 통해 유입된 물이 상기 배출구를 통해 배출되도록 내부에 유체 이동부가 구비될 수 있다. 예를 들어, 물 분리기(304)의 제1 면(예: 윗면)에 제1 유입구가 위치될 수 있고, 물 분리기(304)의 제2 면(예: 아랫면)에 제1 배출구가 위치할 수 있다. 상기 물은 전해셀(102)에서 물의 전기분해를 진행하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 물 분리기(304)의 상기 배출구를 통해 배출된 물은 전해셀(102)에 제공될 수 있고, 상기 제공된 물은 전해셀(102)에서 전기분해됨으로써, 수소가 생성될 수 있다.According to one embodiment, the water separator 304 of FIG. 3 may function as a heat exchanger, and the water separator 304 may be manufactured to perform the heat exchanger function. The water separator 304 may have an inlet through which water flows from the water tank 103 and an outlet through which the water is discharged. The water separator 304 may be provided with a fluid moving part therein so that water flowing in through the inlet is discharged through the outlet. For example, a first inlet may be located on a first side (e.g., top side) of water separator 304 and a first outlet may be located on a second side (e.g., bottom side) of water separator 304. there is. The water can be used to conduct electrolysis of water in the electrolytic cell 102. That is, the water discharged through the outlet of the water separator 304 may be provided to the electrolytic cell 102, and the provided water may be electrolyzed in the electrolytic cell 102, thereby generating hydrogen.

일 실시 예에 따르면, 물 분리기(304)는 전해셀(102)에서 생성된 수소가 유입되는 제2 유입구와 상기 유입된 수소가 배출되는 제2 배출구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 물 분리기(304)의 제3 면(예: 우측면)에 제2 유입구가 위치될 수 있고, 물 분리기(304)의 제4 면(예: 좌측면)에 제2 배출구가 위치할 수 있다.According to one embodiment, the water separator 304 may include a second inlet through which hydrogen generated in the electrolytic cell 102 flows and a second outlet through which the introduced hydrogen is discharged. For example, a second inlet may be located on a third side (e.g., right side) of water separator 304 and a second outlet may be located on a fourth side (e.g., left side) of water separator 304. You can.

일 실시 예에 따르면, 물 분리기(304)의 내부는 상기 유체 이동부가 배치될 수 있으며, 상기 내부 중 상기 유체 이동부가 배치되지 않은 영역에 복수의 수분 흡착제가 배치될 수 있다. 물 분리기(304)의 상기 제2 유입구로 유입된 수소는 상기 제2 배출구로 배출되기 위해 물 분리기(304) 내부를 이동하는 과정에서 상기 수분 흡착제에 접촉될 수 있고, 이를 통해 상기 수소 기체에 잔존하는 수분이 흡수될 수 있다. 이를 통해, 전해셀(102)에서 생성된 수소는 물 분리기(304) 내부에 위치한 상기 수분 흡착제를 통해 수분이 제거된 상태로 제2 배출구로 배출될 수 있다.According to one embodiment, the fluid moving unit may be disposed inside the water separator 304, and a plurality of moisture adsorbents may be disposed in an area in the interior where the fluid moving unit is not disposed. Hydrogen flowing into the second inlet of the water separator 304 may come into contact with the moisture adsorbent while moving inside the water separator 304 to be discharged through the second outlet, and thus remain in the hydrogen gas. Moisture may be absorbed. Through this, the hydrogen generated in the electrolytic cell 102 can be discharged to the second outlet with the moisture removed through the moisture adsorbent located inside the water separator 304.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유입구를 통해 유입된 물은 상기 제2 유입구를 통해 유입되어 상기 제2 배출구를 통해 배출되는 수소의 열을 통해 가열될 수 있고, 가열된 상태의 물은 상기 제2 배출구를 통해 배출될 수 있다. 상기 가열된 상태의 물은 상기 제2 배출구를 통해 전해셀(102)로 제공될 수 있으며, 상기 가열된 상태의 물을 이용하여 전해셀(102)에서 전기분해의 효율이 상승될 수 있다.According to one embodiment, the water flowing in through the first inlet may be heated through the heat of hydrogen flowing in through the second inlet and discharged through the second outlet, and the heated water may be heated through the heat of hydrogen flowing in through the second inlet and discharged through the second outlet. 2 Can be discharged through outlet. The heated water can be provided to the electrolytic cell 102 through the second outlet, and the efficiency of electrolysis in the electrolytic cell 102 can be increased by using the heated water.

일 실시 예에 따르면, 전해셀(102)에서 물이 전기분해된 후의 수소는 제2 유입구를 통해 유입되어 제2 배출구를 향해 이동하는 과정에서 상기 제1 유입구를 통해 유입되어 상기 유체 이동부를 이동하는 물을 통해 온도가 낮아질 수 있고, 수소의 온도가 낮아짐으로써 상기 수분 흡착제에 의한 수분 흡수 효율이 향상될 수 있다.According to one embodiment, hydrogen after water is electrolyzed in the electrolytic cell 102 flows in through the second inlet and moves toward the second outlet, and flows in through the first inlet to move the fluid moving unit. The temperature can be lowered through water, and the moisture absorption efficiency by the moisture adsorbent can be improved by lowering the temperature of hydrogen.

일 실시 예에 따르면, 물 분리기(304)의 몸체는 단열재로 구현되거나 단열재가 부착되는 형태로 제작될 수 있고, 상기 유체 이동부는 열전도율이 높도록 동관으로 제작될 수 있다.According to one embodiment, the body of the water separator 304 may be made of an insulating material or may be manufactured with an insulating material attached, and the fluid moving part may be made of a copper pipe to have high thermal conductivity.

일 실시 예에 따르면, 상기 수분 흡착제는 다공성 구조를 가질 수 있으며, 상기 다공성 구조에 수분이 흡착되어 전해셀(102)에서 생성된 수소에 남아있던 수분을 추가로 흡수할 수 있다.According to one embodiment, the moisture adsorbent may have a porous structure, and moisture is adsorbed to the porous structure to further absorb moisture remaining in the hydrogen generated in the electrolytic cell 102.

일 실시 예에 따르면, 공해저감장치(107)는 DPF 작동센서를 포함할 수 있고, 상기 DPF 작동센서는 공해저감장치의 작동여부를 감지할 수 있다. 공해저감장치(107)는 제어부(101)와 데이터 통신을 수행할 수 있고, 상기 DPF 작동센서를 통해 감지된 감지 데이터를 제어부(101)에 전달할 수 있다. 제어부(101)는 공해저감장치(107)로부터 제공받은 상기 감지 데이터를 이용하여 연료저감장치를 제어할 수 있다.According to one embodiment, the pollution reduction device 107 may include a DPF operation sensor, and the DPF operation sensor may detect whether the pollution reduction device is operating. The pollution reduction device 107 can perform data communication with the control unit 101 and transmit sensed data detected through the DPF operation sensor to the control unit 101. The control unit 101 can control the fuel reduction device using the sensing data provided from the pollution reduction device 107.

일 실시 예에 따르면, PEM 수전해 스택을 활용한 내연기관 차량용 연비개선 시스템은 전기분해를 통해 수소를 생성하기 위한 물을 저장하는 물 탱크(water tank), 상기 물 탱크로부터 제공받은 상기 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 전해셀(electrolysis cell), 상기 전해셀로부터 제공받은 수소에 함유된 수분을 제거하고, 상기 제거된 수분을 상기 물 탱크로 제공하는 물 분리기(water separator), 상기 물 탱크와 전기적으로 연결되어 있는 제어부, 상기 물 분리기로부터 상기 수분이 제거된 수소를 제공받아 전기를 생성하는 수소연료전지, 및 연비를 향상시키기 위해 상기 수소연료전지로부터 제공받은 상기 전기를 이용하여 구동하는 내연기관 엔진을 포함할 수 있다.According to one embodiment, a fuel efficiency improvement system for an internal combustion engine vehicle using a PEM water electrolysis stack includes a water tank that stores water for generating hydrogen through electrolysis, and the water provided from the water tank is used as electricity. An electrolysis cell that generates hydrogen by decomposition, a water separator that removes moisture contained in the hydrogen provided from the electrolysis cell and provides the removed moisture to the water tank, the water tank, and An electrically connected control unit, a hydrogen fuel cell that generates electricity by receiving hydrogen from which the moisture has been removed from the water separator, and an internal combustion engine that is driven using the electricity provided by the hydrogen fuel cell to improve fuel efficiency. May include engines.

일 실시 예에 따르면, 상기 전해셀은 상기 PEM 수전해 스택 방식을 이용하도록 제작되며, 상기 물 탱크로부터 제공받은 상기 물을 전이금속 촉매제를 이용하여 전기분해함으로써 수소를 생성할 수 있다.According to one embodiment, the electrolysis cell is manufactured to use the PEM water electrolysis stack method, and can generate hydrogen by electrolyzing the water provided from the water tank using a transition metal catalyst.

일 실시 예에 따르면, 상기 전이금속 촉매제는 양극재만 이리듐 산화물(Ir)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the transition metal catalyst may include iridium oxide (Ir) only in the anode material.

일 실시 예에 따르면, 상기 전해셀의 상기 PEM 수전해 스택 방식은 300~600mL/min로 상기 수소를 생산할 수 있다.According to one embodiment, the PEM water electrolysis stack method of the electrolysis cell can produce the hydrogen at 300 to 600 mL/min.

일 실시 예에 따르면, 상기 수소연료전지는 가동 전력 60W/hr로 상기 전기를 생성할 수 있다.According to one embodiment, the hydrogen fuel cell can generate the electricity with an operating power of 60W/hr.

일 실시 예에 따르면, 상기 물 분리기는 상기 수소에 함유된 수분을 제거하는 수분 흡착제를 포함하고, 상기 수분 흡착제는 다공성 구조를 가질 수 있다.According to one embodiment, the water separator includes a moisture adsorbent that removes moisture contained in the hydrogen, and the moisture adsorbent may have a porous structure.

일 실시 예에 따르면, PEM 수전해 스택을 활용한 내연기관 차량용 연비개선 시스템은 전기분해를 통해 수소를 생성하기 위한 물을 저장하는 물 탱크(water tank), 상기 물 탱크로부터 제공받은 물이 제1 유입구를 통해 유입되어, 유체 이동부를 통해 이동되고, 제1 배출구를 통해 배출되도록 제작된 물 분리기(water separator), 상기 물 분리기로부터 제공받은 상기 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 전해셀(electrolysis cell), 상기 물 분리기는 상기 전해셀로부터 상기 생성된 수소를 제공받아 상기 수소에 함유된 수분을 제거하고, 상기 제거된 수분을 상기 물 탱크로 제공하고, 상기 물 탱크와 전기적으로 연결되어 있는 제어부, 상기 물 분리기로부터 상기 수분이 제거된 수소를 제공받아 전기를 생성하는 수소연료전지, 및 연비를 향상시키기 위해 상기 수소연료전지로부터 제공받은 상기 전기를 이용하여 구동하는 내연기관 엔진을 포함할 수 있다.According to one embodiment, a fuel efficiency improvement system for an internal combustion engine vehicle using a PEM water electrolysis stack includes a water tank that stores water for generating hydrogen through electrolysis, and the water provided from the water tank is the first A water separator designed to flow in through an inlet, move through a fluid moving unit, and discharge through a first outlet, and an electrolysis cell that generates hydrogen by electrolyzing the water provided from the water separator. ), the water separator receives the generated hydrogen from the electrolysis cell, removes moisture contained in the hydrogen, provides the removed moisture to the water tank, and a control unit electrically connected to the water tank, It may include a hydrogen fuel cell that generates electricity by receiving hydrogen from which the moisture has been removed from the water separator, and an internal combustion engine that is driven using the electricity provided by the hydrogen fuel cell to improve fuel efficiency.

일 실시 예에 따르면, 상기 물 분리기의 윗면에 상기 제1 유입구가 구비되고, 상기 물 분리기의 아랫면에 상기 제1 배출구가 구비되고, 상기 물 분리기의 내부에 유체 이동부가 구비되며, 상기 물 분리기 내부 중 상기 유체 이동부를 제외한 영역에 수분 흡착제를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the first inlet is provided on the upper side of the water separator, the first outlet is provided on the lower side of the water separator, a fluid moving part is provided inside the water separator, and the inside of the water separator is provided. A moisture adsorbent may be included in an area excluding the fluid moving part.

Claims (8)

PEM 수전해 스택을 활용한 내연기관 차량용 연비개선 시스템에 있어서,
전기분해를 통해 수소를 생성하기 위한 물을 저장하는 물 탱크(water tank);(103)
상기 물 탱크로부터 제공받은 상기 물을 전기분해하여 수소를 생성하는 전해셀(electrolysis cell);(102)
상기 전해셀로부터 제공받은 수소에 함유된 수분을 제거하고, 상기 제거된 수분을 상기 물 탱크로 제공하는 물 분리기(water separator);(104)
상기 물 탱크와 전기적으로 연결되어 있는 제어부;(101)
상기 물 분리기로부터 상기 수분이 제거된 수소를 제공받아 전기를 생성하는 수소연료전지; 및
연비를 향상시키기 위해 상기 수소연료전지로부터 제공받은 상기 전기를 이용하여 구동하는 내연기관 엔진;(105)을 포함하고,
상기 물 분리기는:
상기 물 분리기의 윗면에 제1 유입구가 구비되고,
상기 물 분리기의 아랫면에 제1 배출구가 구비되고,
상기 제1 유입구와 상기 제1 배출구는 동관으로 제작된 유체 이동부를 통해 연결되고,
상기 물 분리기의 우측면에 제2 유입구가 구비되고,
상기 물 분리기의 좌측면에 제2 배출구가 구비되고,
상기 물 분리기의 내부 영역 중 유체 이동부의 외부에 수분 흡착제가 구비되고,
상기 물 탱크로부터 제공받은 상기 물은 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 유체 이동부를 따라 이동되어 상기 제1 배출구로 방출되고,
상기 전해셀로부터 제공받은 상기 수소는 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 물 분리기 내부를 따라 이동되어 상기 수분 흡착제에 의해 상기 수소에 함유된 수분이 흡수되고,
상기 제2 유입구에서의 상기 수소의 온도는 상기 제2 배출구에서의 상기 수소의 온도보다 높고,
상기 제1 유입구에서의 상기 물의 온도는 상기 제1 배출구에서의 상기 물의 온도보다 낮고,
상기 전해셀은 상기 PEM 수전해 스택 방식을 이용하도록 제작되며, 상기 물 탱크로부터 제공받은 상기 물을 전이금속 촉매제를 이용하여 전기분해함으로써 수소를 생성하고,
상기 전이금속 촉매제는 양극재만 이리듐 산화물((Ir)을 포함하는, 시스템.
In a fuel efficiency improvement system for internal combustion engine vehicles using a PEM water electrolysis stack,
A water tank to store water for generating hydrogen through electrolysis; (103)
An electrolysis cell that generates hydrogen by electrolyzing the water provided from the water tank; (102)
A water separator that removes moisture contained in hydrogen provided from the electrolytic cell and provides the removed moisture to the water tank; (104)
A control unit electrically connected to the water tank; (101)
A hydrogen fuel cell that generates electricity by receiving hydrogen from which the moisture has been removed from the water separator; and
An internal combustion engine driven using the electricity provided from the hydrogen fuel cell to improve fuel efficiency; includes (105),
The water separator:
A first inlet is provided on the upper surface of the water separator,
A first outlet is provided on the lower side of the water separator,
The first inlet and the first outlet are connected through a fluid moving part made of copper pipe,
A second inlet is provided on the right side of the water separator,
A second outlet is provided on the left side of the water separator,
A moisture adsorbent is provided outside the fluid moving part of the inner area of the water separator,
The water provided from the water tank flows into the first inlet, moves along the fluid moving part, and is discharged into the first outlet,
The hydrogen provided from the electrolytic cell flows into the second inlet and moves along the inside of the water separator, so that the moisture contained in the hydrogen is absorbed by the moisture adsorbent,
the temperature of the hydrogen at the second inlet is higher than the temperature of the hydrogen at the second outlet,
the temperature of the water at the first inlet is lower than the temperature of the water at the first outlet,
The electrolytic cell is manufactured to use the PEM water electrolysis stack method, and generates hydrogen by electrolyzing the water provided from the water tank using a transition metal catalyst,
The transition metal catalyst is a system wherein only the anode material includes iridium oxide ((Ir).
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전해셀의 상기 PEM 수전해 스택 방식은 300~600mL/min로 상기 수소를 생산하는, 시스템.
In claim 1,
The PEM water electrolysis stack method of the electrolytic cell produces the hydrogen at 300 to 600 mL/min.
청구항 1에 있어서,
상기 수소연료전지 가동 전력 60W/hr로 상기 전기를 생성하는, 시스템.
In claim 1,
A system that generates the electricity with the hydrogen fuel cell operating power of 60W/hr.
청구항 1에 있어서,
상기 물 분리기는 상기 수소에 함유된 수분을 제거하는 수분 흡착제를 포함하고, 상기 수분 흡착제는 다공성 구조를 가지는, 시스템.
In claim 1,
The water separator includes a moisture adsorbent that removes moisture contained in the hydrogen, and the moisture adsorbent has a porous structure.
삭제delete 삭제delete
KR1020230125235A 2023-09-20 Fuel efficiency improvement device for internal combustion engine vehicles using PEM water electrolysis stack KR102655125B1 (en)

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