KR102667642B1 - 유연 전극을 포함하는 전기삼투펌프 및 유연 전극의 제조방법 - Google Patents
유연 전극을 포함하는 전기삼투펌프 및 유연 전극의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102667642B1 KR102667642B1 KR1020220032514A KR20220032514A KR102667642B1 KR 102667642 B1 KR102667642 B1 KR 102667642B1 KR 1020220032514 A KR1020220032514 A KR 1020220032514A KR 20220032514 A KR20220032514 A KR 20220032514A KR 102667642 B1 KR102667642 B1 KR 102667642B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- flexible
- clause
- metal
- electrode material
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 28
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 101
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 33
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 29
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 29
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 28
- UETZVSHORCDDTH-UHFFFAOYSA-N iron(2+);hexacyanide Chemical compound [Fe+2].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] UETZVSHORCDDTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 22
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 18
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 18
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 15
- 238000005370 electroosmosis Methods 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 13
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 12
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 12
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 10
- 239000002717 carbon nanostructure Substances 0.000 claims description 10
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 claims description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 9
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 9
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 6
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 6
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- VRWKTAYJTKRVCU-UHFFFAOYSA-N iron(6+);hexacyanide Chemical compound [Fe+6].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] VRWKTAYJTKRVCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 6
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 6
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 5
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 claims description 4
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 claims description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 3
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 claims description 3
- 239000013460 polyoxometalate Substances 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229960003351 prussian blue Drugs 0.000 claims description 3
- 239000013225 prussian blue Substances 0.000 claims description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 3
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 48
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- RZXDTJIXPSCHCI-UHFFFAOYSA-N hexa-1,5-diene-2,5-diol Chemical compound OC(=C)CCC(O)=C RZXDTJIXPSCHCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 4
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000001548 drop coating Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B19/00—Machines or pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B17/00
- F04B19/006—Micropumps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/427—Electro-osmosis
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 유연하게 움직이는 전극으로 구성된 전기삼투펌프는 유체의 이동을 허용하는 멤브레인; 및 멤브레인의 양측에 각각 배치되며, 각각 유연성을 갖는 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다.
Description
본 발명은 유연 전극을 포함하는 전기삼투펌프 및 전극의 제조방법에 관한 것이다.
전기삼투펌프는 다공성막(다공성멤브레인)의 양단에 전극을 이용하여 전압을 인가할 때 생기는 전기삼투현상에 의해 유체가 이동하는 것을 이용한 펌프이다.
도 1은 종래의 전기삼투펌프에 활용되는 전극을 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 다공성막(11)의 재료로는 일반적으로 실리카(silica), 유리(glass) 등이 사용되는데, 이들은 수용액에 담겨 있게 되면 표면이 음전하를 띠게 된다. 이 상태에서 전압을 가하면 (+)전극부로부터 (-)전극부로 유체의 이동이 일어나게 된다(도1의 윗 그림). 다공성막에는 유체가 지나갈 수 있는 다수의 경로(19)가 있는데, 이 중 하나를 확대해 보면 유체통로의 표면(다공성막 재료의 표면이 됨)은 음전하를 띠게 되므로 맞닿는 유체에서 움직일 수 있는 (+)전하를 가진 양 이온(mobile cation)이 이동하여 전하균형을 맞추어 주게 된다(도 1의 아래 그림). 이때 전압을 가해주면 (+)전극부(13) 쪽에서 (-)전극부(15) 방향으로 양이온이 표면을 따라 이동하면서 이에 따른 수소결합 네트워크로 연결된 유체 전체가 미끄러지듯이 흘러가는 현상이 생기는데 이를 전기삼투 현상이라 하고, 이 원리를 이용한 펌프가 전기삼투펌프이다.
도시된 바와 같이, 전기삼투펌프에 활용되는 전극(13, 15)은 유체의 이동을 원활하게 하기위해 다공성 전극인 백금망 (Pt mesh), 다공성 탄소 종이 혹은 탄소 섬유 (carbon paper or carbon cloth), 또는 다공성 구조 위에 코팅된 다양한 전극이 일반적으로 활용되고 있는데, 최근 비투과성 기저물질 (nonporous substrate)에 코팅된 전극물질을 활용하여도 전극 구성이 가능함이 보고되었다. 이러한 전극을 이용하여 실리카 등으로 구성된 다공성 막(11)을 사이에 두고 전원공급부(17)로부터 전압을 걸어주면 이에 따른 유체의 이동이 있게 된다. 기존의 전기삼투펌프는 펌프 내부의 펌핑용액과 이송용액을 분리하기 위하여 별도의 다이어프램(diaphragm)과 같은 격리재를 사용하였다. 이는 펌프의 구조를 복잡하게 하고, 구성품들이 많아 짐으로써 조립성에도 효과적이지 못하다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는 유연성을 가진 펌프 내부 용액과 외부 용액을 효과적으로 분리하는 역할인 유연한 막(flexible membrane)으로 된 필름에 전극 물질을 코팅함으로써 유연한 막과 전극의 두 가지 구성을 하나로 통합한 유연 전극(flexible electrode)을 포함한 전기삼투펌프를 제시하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 전극을 이용한 전기삼투펌프는 유체의 이동을 허용하는 멤브레인; 및 멤브레인의 양측에 각각 배치되며, 각각 유연성을 갖는 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기삼투펌프를 구성하는 유연 전극의 제조방법은 전극 물질을 준비하는 단계; 및 유연성을 갖는 판상형 기재에 전극 물질을 코팅하는 단계를 포함하되, 상기 유연 전극은 상기 전기삼투펌프를 구성하는 멤브레인의 양측에 각각 배치되는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 가운데 있는 다공성 막과 양단에 있는 전극, 내부 펌프 용액과 외부 이송 용액을 분리해주는 유연한 막으로 각각 구성된 기존의 전기삼투펌프와 비교하여 유연한 막에 전극 물질을 코팅함으로써 전극과 유연한 막을 하나로 통합하여, 기존 대비 훨씬 간단한 구조의 전기삼투펌프를 제공할 수 있다.
즉, 본 발명에서 활용하고자 하는 전기삼투펌프의 전극으로써 전기삼투펌프의 구성을 단순화시키고, 유동적으로 움직일 수 있는 다양한 형태의 전극을 제작하여 활용할 수 있는 가능성을 제공한다.
도 1은 종래의 전기삼투펌프에 활용되는 전극을 도시한 도면이다.
도 2a는 기존 전기삼투펌프의 구성을 도시한 도면이다.
도 2b는 유연한 막이 부착된 프레임이 도입된 기존 전기삼투펌프 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 전극(Flexible electrode)을 활용한 신규 전기삼투펌프 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 막 위에 코팅된 전극 물질을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 막 위에 코팅된 전극 물질의 유연성을 설명하기위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 전극으로 구현한 전기삼투펌프에서 2.5 V를 전극 양단에 30초씩 바꾸어 걸어주었을 때의 전류응답 그래프(도6(a)에 도시)이고, 동일한 조건에서의 압력응답 그래프(도6(b)에 도시)이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PB를 기반으로 하는 전극 물질이 코팅된 유연 전극을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 필름 위에 코팅 된 RuOx, PB, NiHCF 기반의 전극 물질의 부착력을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 필름 위에 RuOx 기반의 전극 물질을 코팅한 뒤 RuOx, PB, NiHCF 기반의 전극 물질을 추가로 쌓아 올린 전극을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 압착기를 이용한 데칼 전사 방법으로 제작된 유연 전극을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 왼쪽부터 차례대로 PE, PE/Al, PE/EVOH, PVDC, PET, PI 필름 위 안정적으로 코팅 된 RuOx 기반의 전극 물질을 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기삼투펌프를 구성하는 전극의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2a는 기존 전기삼투펌프의 구성을 도시한 도면이다.
도 2b는 유연한 막이 부착된 프레임이 도입된 기존 전기삼투펌프 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 전극(Flexible electrode)을 활용한 신규 전기삼투펌프 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 막 위에 코팅된 전극 물질을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 막 위에 코팅된 전극 물질의 유연성을 설명하기위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 전극으로 구현한 전기삼투펌프에서 2.5 V를 전극 양단에 30초씩 바꾸어 걸어주었을 때의 전류응답 그래프(도6(a)에 도시)이고, 동일한 조건에서의 압력응답 그래프(도6(b)에 도시)이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PB를 기반으로 하는 전극 물질이 코팅된 유연 전극을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 필름 위에 코팅 된 RuOx, PB, NiHCF 기반의 전극 물질의 부착력을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 필름 위에 RuOx 기반의 전극 물질을 코팅한 뒤 RuOx, PB, NiHCF 기반의 전극 물질을 추가로 쌓아 올린 전극을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 압착기를 이용한 데칼 전사 방법으로 제작된 유연 전극을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 왼쪽부터 차례대로 PE, PE/Al, PE/EVOH, PVDC, PET, PI 필름 위 안정적으로 코팅 된 RuOx 기반의 전극 물질을 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기삼투펌프를 구성하는 전극의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 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.
본 발명 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.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 발명 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 발명 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
도 2a는 기존 전기삼투펌프의 구성을 도시한 도면이고, 도2b는 유연한 막이 부착된 프레임이 도입된 기존 전기삼투펌프 구성을 도시한 도면이다.
먼저, 도2a에 도시된 바와 같이, 기존의 전기삼투펌프(10a)는 다공성 실리카 멤브레인(11)을 중심으로 양 측에 각각 배치된 다공성 전극(13, 15), 각 전극(13, 15)을 연결하여 전원을 전달하는 컨택 스트립(20) 및 한 쌍의 지지용 프레임(30)을 포함하며, 각 구성품들을 차례로 연결한 후, 에폭시(epoxy)에 의해 고정하여 제작된다. 또한 도1을 참조하면 컨택 스트립(20)은 전원공급부(17)와 접속되어, 전원공급부(17)로부터 공급된 전원을 다공성 전극(13, 15)으로 전달한다.
또한, 도2b에 도시된 바, 전기삼투펌프(10b)는 도2a에 도시된 전기삼투 펌프(10a)에 차단성이 있는 유연한 막(flexible membrane)을 도입한 것으로, 전극 및 유연한 막(2개의 구성)을 각각 사용하는 기존의 펌프이다. 여기서, 유연한 막(즉, 필름)은 펌프 내부를 닫힌 계로 만들어 펌프 내부 용액과 이송하고자 하는 외부 용액이 섞이는 것을 방지한다.
구체적으로, 유연한 막(23a, 25a)은 가운데 구멍이 뚫린 프레임(23, 25)에 부착되며, 이때 프레임(23, 25)의 내부 공간으로 유연한 막이 움직일 수 있는 공간이 확보된다. 즉, 기존의 전기삼투펌프(10b)는 유연하게 움직일 수 있는 필름을 사용하여 펌프 내부 용액이 움직임에 따라 필름이 유연하게 움직이게 되고, 이러한 움직임을 통하여 외부 용액도 함께 움직이게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 전극(flexible electrode)을 활용한 신규 전기삼투펌프 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기삼투펌프(100)는 유체의 이동을 허용하는 멤브레인(110) 및 멤브레인(110)의 양측에 각각 배치되며, 각각 유연성을 갖는 제1 전극(130) 및 제2 전극(150)을 포함한다.
이때, 제1 전극(130) 및 제2 전극(150)은 유연한 막(flexible membrane)과 그 위에 코팅된 전극 물질로 이루어진 유연 전극(130, 150)인 것이다.
따라서, 본 발명은 기존의 전기삼투펌프(10b)에서 개별적인 2 개의 구성으로 사용되던 전극과 유연한 막을 하나로 통합하여, 기존 대비 훨씬 간단한 구조의 전기삼투 펌프를 제공할 수 있다.
또한, 유연한 막은 펌프 내부를 닫힌 계로 만들어 펌프 내부 용액과 이송하고자 하는 외부 용액이 섞이는 것을 방지한다.
또한, 전기삼투펌프(100)는 멤브레인(110)의 일측과 제1전극(130)의 사이에 배치되며 가운데 관통공이 형성된 제1 컨택 플레이트(120), 및 멤브레인(110)의 타측과 제2전극(150)의 사이에 배치되며 가운데 관통공이 형성된 제2 컨택 플레이트(140)를 포함한다.
예시적으로, 컨택 플레이트의 형상을 설명하면 도 3에 도시된 것처럼, 제1 및 제2컨택 플레이트(120, 140)는 금속 판형으로 형성되며, 제1 및 제2 전극(130, 150)의 일측 방향으로 연장된 형태로 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2컨택 플레이트(120, 140)의 둘레 크기는 제1 및 제2전극(130, 150)의 면적 보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 제1 및 제2컨택 플레이트(120, 140)의 관통공의 면적은 제1 및 제2전극(130, 150)의 면적 보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2컨택 플레이트(120, 140)의 관통공은 제1 및 제2전극(130, 150)과 마주보도록 배치될 수 있다.
유연 전극(130, 150)은 전기삼투펌프(100)의 내부 용액의 움직임에 의해 움직이더라도, 전극 물질이 유연한 막 위에서 잘 코팅되어 안정적인 부착력을 유지토록 한다.
멤브레인(110), 제1 및 제2 컨택 플레이트(120, 140), 제1 및 제2 전극(130, 150)을 포함하는 전기삼투펌프(100)의 각 구성품이 조립되면, 제1 및 제2 컨택 플레이트(120, 140)에 형성된 관통공을 통해 유연 전극(130, 150)이 움직일 수 있는 공간이 확보될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 기존의 전기삼투펌프(10b)에서 개별적인 구성품으로 사용되었던 유연한 막과 전극을 하나로 통합한 유연성을 갖는 전극(즉, 유연 전극)을 통해, 새로운 전기삼투펌프(100)를 제공한다.
일 예로, 전기삼투펌프(100)는 다공성 실리카 멤브레인(110)을 중심으로 양 옆으로 순차적으로 각각 1개씩 배열된 컨택 플레이트(120, 140), 차단성의 유연한 막에 전극 물질을 코팅한 한쌍의 유연 전극(130, 150) 및 지지용 프레임(30)을 차례로 연결한 후, 에폭시를 통해 고정하여 제작할 수 있다.
한편, 기존의 전기삼투펌프(10b)에서는 유연한 막(23a, 25a)이 움직일 수 있는 내부 공간을 확보하기 위해 프레임(23, 25)이 요구되었으나, 본 발명의 전기삼투펌프(100)에서는 컨택 플레이트(120, 140)에 구멍을 뚫어 형성된 관통공이 프레임의 역할을 대체하였다.
이로 인해 본 발명은 전기삼투펌프(100)의 구성이 단순해져 효과적으로 크기를 줄일 수 있을 뿐 아니라, 조립성을 향상시킬 수 있다.
예시적으로, 유연 전극(130, 150)은 유연한 막의 일면에 전극 물질이 복수의 층으로 적층된 것이다.
유연한 막은 본 발명의 전기삼투펌프에 적용할 수 있는 유연성이 있거나 유연성을 갖도록 가공된 물질이면 제한없이 적용할 수 있으며, 예를 들어, 유연한 막은 고분자, 금속, 금속화된 고분자, 탄소질 물질, 또는 이들의 복합체(composite)로 구성된다.
이하, 각 유연한 막의 예를 설명하면, 고분자는 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌 비닐 알코올(EVOH), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리염화비닐(PVC), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리스틸렌(PS), 폴리아미드(PA), 나일론(nylon), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리 디메틸실록산(PDMS), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌나프타레이트 (PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET), 및 폴리염화비닐리덴(polyvinylidene-chloride; PVDC), 폴리메틸메트아크릴레이트(PMMA), 및 셀룰로오스(cellulose)에서 선택되는 하나 이상을 포함한다.
금속은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 및 스테인레스 스틸(Stainless steel)에서 선택되는 하나 이상을 포함한다.
금속화된(Metallized) 고분자는, 구체적으로, 금속이 증착된 고분자를 의미하며, 이는 상술한 고분자 물질로 이루어진 유연한 막에 상술한 금속 물질이 코팅된 막을 의미한다. 일 예로, 금속물질이 증착된 고분자 물질은 폴리에틸렌에 코팅된 알루미늄 박막(PE/Al), 폴리카보네이트에 코팅된 알루미늄 박막(PC/Al), 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 코팅된 알루미늄 박막(PET/Al), 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 코팅된 티타늄박막(PET/Ti), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 코팅된 스테인레스 스틸 박막(PET/stainless steel)에서 선택되는 하나 이상을 포함한다.
탄소질 물질은 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 활성탄소, 풀러렌(fullerene), 흑연(graphite) 및 탄소 섬유(carbon fiber) 에서 선택되는 하나 이상을 포함한다.
이 외에도, 유연한 막은 상술한 고분자, 금속, 금속화된 고분자, 또는 탄소질 물질의 종류에 제한되지 않으며, 유연한 물질로 이루어진 것이면 다 활용 가능하다.
예를 들어, 전극 물질은 금속, 금속 산화물(metal oxide), 전도성 고분자(conducting polymer), 금속 헥사시아노페레이트(metal hexacyanoferrate), 탄소 나노 구조체, 또는 이들의 복합체(composite)로 구성된다.
이하, 각 전극 물질의 예를 설명하면, 금속은 은, 아연, 납, 망간, 구리, 주석, 루테늄, 및 이리듐 중 적어도 하나를 포함한다. 또한 금속 산화물은 바나듐 옥사이드, 몰리브덴 옥사이드(molybdenum oxide; MoO₃), 텅스텐 옥사이드(tungsten oxide; WO₃), 루테늄 옥사이드, 이리듐 옥사이드, 망간옥사이드, 세륨옥사이드(cerium oxide; CeO₂), 폴리옥소메탈레이트(polyoxometalate), 및 RuOx(ruthenium oxide) 중 적어도 하나를 포함한다. 이때 RuOx는 수화된(hydrous) 것 일 수 있다.
전도성고분자는 폴리아닐린, 폴리아닐린의 유도체, 폴리치오펜(polythiophene), 폴리치오펜(polythiophene)의 유도체, 폴리피롤(polypyrrole), 폴리피롤(polypyrrole)의 유도체, 퀴논폴리머(quinone polymer), 퀴논폴리머의 유도체, 및 폴리타이오닌(polythionine) 중 적어도 하나를 포함한다.
금속 헥사시아노페레이트는 프러시안 블루(prussian blue, FeHCF(iron hexacyanoferrate), CuHCF(copper hexacyanoferrate), CoHCF(cobalt hexacyanoferrate) NiHCF(nickel hexacyanoferrate), PB(iron(III) hexacyanoferrate), 및 NiHCF(nickel hexacyanoferrate) 중 적어도 하나를 포함한다.
탄소 나노 구조체는 탄소 나노입자(carbon nanoparticle), 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 활성탄소, 풀러렌(fullerene), 흑연(graphite) 및 탄소 섬유(carbon fiber) 중 적어도 하나를 포함한다. 탄소 나노 구조체 중 탄소나노튜브가 포함된 전극 물질의 복합체를 전착시킨 전극에서는, 보다 안정적이고 빠른 속도로 산화환원 반응이 일어날 수 있다.
이 외에도, 전극 물질은 전기 전도성을 가지거나 음전하를 띠는 다양한 고분자일 수 있다.
또한, 제1 전극(130) 또는 제2 전극(150)은 열압착 또는 데칼전사 방법에 의해, 전극 물질의 표면이 매끄럽게 처리된다. 상술한 유연한 막 및 전극 물질로 이루어진 유연 전극에 대한 구체적인 설명은 도 4 내지 도 11을 참조하여 후술하도록 한다.
다시, 도 3을 참조하면 전기삼투펌프(100)는 제 1 전극(130) 및 제 2 전극(150)의 양측에서 지지하되, 유로가 형성된 한 쌍의 프레임(30)과 제 1 전극(130) 및 제 2 전극(150)에 전압을 공급하는 전원 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 전기삼투펌프(100)는 제 1 전극(130) 및 제 2 전극(150) 각각에 전압의 극성을 교번하여 공급함으로써 정방향 및 역방향의 전기화학 반응이 반복해서 일어나도록 하여, 유체의 반복적인 왕복 이동에 의해 펌핑력을 발생시킬 수 있다. 또한, 반복적인 정방향 및 역방향의 전기화학 반응에 의해, 제 1 전극(130) 및 제 2 전극(150) 각각은 소모 및 재생이 반복될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 막 위에 코팅된 전극 물질을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유연한 막이 전기삼투펌프(100)의 전극으로써 역할을 하기 위해 유연한 막(바람직하게, 필름) 위에 전극 물질을 코팅할 필요가 있다. 전극 물질이 코팅된 필름은 전기삼투펌프(100)의 유체 이동에 따라 함께 움직이게 되므로 전극 물질의 안정적인 부착력이 보장되어야 한다. 이는 전극 물질 간의 혼합 비율과 순서를 조절하여 부착력을 높여줄 수 있다. 일 예로 유연한 막은 폴리에틸렌(PE)과 에틸렌 비닐 알코올(EVOH)을 동시에 압출하여 용융상태에서 복수층으로 적층하여 제조한 공압출 필름을 사용하고, 전극 물질로는 슈퍼 커패시터(supercapacitor) 물질로 잘 알려진 수화된 RuOx(hydrous ruthenium oxide)를 이용하여 본 발명에 따른 유연 전극(130, 150)을 제작하였다. NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 SWCNTs(single-wall carbon nanotubes)를 분산시켜준 후 RuOx와 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF)를 분산시켜 전극 물질 슬러리(slurry)를 제조하였다. 필름 위 전극 물질을 코팅하는 방식으로는 피펫으로 일정량의 전극 물질 슬러리를 떨어뜨려 입히는 드롭 코팅(drop-coating) 방식을 사용하였다. 90 ℃의 핫 플레이트(hot plate) 위에서 전극 물질을 입혀주는 작업을 통해 20분 내로 건조가 가능하게 하였다(도4 참조).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 막 위에 코팅된 전극 물질의 유연성을 설명하기위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상술한 제조 공정에 따라 제작된 유연 전극(130, 150)을 구부려 필름 위 전극 물질의 부착력이 확보된 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 막과 유연한 막에 코팅된 전극 물질이 통합된 유연 전극(130, 150)은 구부러졌을 때에도 안정적으로 부착되어 있으며 유연하게 움직일 수 있는 것을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연 전극으로 구현한 전기삼투펌프에서 2.5 V를 전극 양단에 30초씩 바꾸어 걸어주었을 때의 전류응답 그래프(도6(a)에 도시)이고, 동일한 조건에서의 압력응답 그래프(도6(b)에 도시)이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유연 전극을 전기삼투펌프(100)에 적용하고 성능을 확인하였다. 또한 전극과 유연한 막을 각각으로 구성하는 기존의 전기삼투펌프(10b)와 성능을 비교하였다. 두 펌프 모두 +2.5 V, -2.5 V, 각 30 초 펄스 시간(sec pulse time)으로 연속 구동을 하였고 기존 구성의 전기삼투펌프(10b)는 0.5 mM의 Na₂SO₄펌핑 용액에서 구동하였으며, 유연 전극(130, 150)을 활용한 펌프는 0.5 mM의 Li₂SO₄펌핑 용액에서 구동하여 성능을 비교하였다 (도6, 표1).
실험을 위한 전기삼투펌프를 구성할 때 유연한 막이 도입된 기존의 전기삼투펌프(10b)의 경우에 도2b와 같은 구성에서 다공성 실리카 멤브레인(11)은 두께 2 mm, 가로 6 mm, 세로 10 mm 크기를 사용하였다. 전극(13, 15)으로는 가로 6 mm, 세로 10 mm 크기의 탄소 종이 전극(carbon paper electrode)을 사용하였고 컨택 스트립(20)으로 실버 와이어(silver wire)를 사용하였다. 반면, 도 3에 도시된 본 발명에 따른 유연 전극을 활용한 전기삼투펌프(100)를 구성할 때 유연 전극(130, 150)은 유연한 막으로서, PE와 EVOH의 공압출 필름을 가로 6 mm, 세로 10 mm의 크기로 사용하였다. 전극 물질로는 RuOx 기반의 전극 물질을 이용하여 필름에 코팅하였고, 컨택 플레이트(120, 140)로는 가로 6 mm, 세로 15 mm 의 티타늄(titanium plate)에 가로 4 mm, 세로 8 mm의 관통공(구멍)이 뚫린 형태를 사용하였다.
표1. 기존 구성의 전기삼투펌프와 유연 전극을 활용한 전기삼투펌프의 성능 비교
유연 전극(130, 150)으로 구현한 전기삼투펌프(100)와 기존의 전기삼투펌프(10b)의 성능을 비교하였을 때, 유연 전극(130, 150)을 사용한 전기삼투펌프(100)의 경우에도 유사한 유속과 압력이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 유연한 막 위에 전극 물질(RuOx)을 코팅한 유연 전극(130, 150)이 본 발명의 전기삼투펌프(100)의 전극으로써 역할을 수행할 수 있음을 확인하였다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PB를 기반으로 하는 전극 물질이 코팅된 유연 전극을 도시한 도면이다.
다양한 전극 물질을 유연한 필름 위에 코팅하여 유연 전극을 제작하였다. 일 예로 hexacyanoferrate의 한 계열인 iron(III) hexacyanoferrate(PB)를 기반으로 하는 전극 물질을 유연한 필름 위에 드롭코팅(drop-coating)하여 유연 전극(130, 150)을 제작하였다(도7 참조).
전극의 성능을 확인하기 위해 전기삼투펌프(100)에 적용하여 성능을 확인하였다(표2). 구동 조건은 +2.5 V, -2.5 V, 각 10 초 펄스 시간, 연속 구동으로 0.5 mM의 CH₃COOK 펌핑 용액에서 구동하였다.
표2. PB를 기반으로 하는 전극 물질을 코팅한 유연 전극을 사용한 전기삼투펌프의 성능
PB를 기반으로 하는 전극 물질을 유연한 필름 위에 코팅하여 전기삼투펌프의 전극으로 사용했을 때 RuOx 전극보다 낮은 성능을 보이긴 하나, 구현 가능성은 확인할 수 있었다. 따라서 여러가지 전극 물질을 활용하여 유연 전극을 제작할 수 있음을 확인하였다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 필름 위에 코팅 된 RuOx, PB, NiHCF 기반의 전극 물질의 부착력을 설명하기 위한 도면이다.
RuOx기반의 전극 물질을 활용하여 유연한 필름 위에 안정적으로 코팅 되는 것을 예1에서 확인하였다. 전극 물질의 종류에 따라 필름 위 부착력이 달라지게 되는데, 작은 부착력을 가지는 전극 물질은 펌핑 과정에 필름 위에서 떨어져 나갈 수 있다. 일 예로, RuOx와 금속 헥사시아노페레이트(metal hexacyanoferrate)의 한 계열인 iron(III) hexacyanoferrate(PB)와 nickel hexacyanoferrate(NiHCF)를 혼합한 전극 물질을 필름 기판 위에 코팅한 후 전극을 유연하게 움직일 시에 전극 물질이 기판 위에서 떨어져 나오고 갈라지는 것을 확인할 수 있다(도8 참조).
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유연한 막 위에 RuOx 기반의 전극 물질을 코팅한 뒤 RuOx, PB, NiHCF 기반의 전극 물질을 추가로 쌓아 올린 전극을 도시한 도면이다.
이 때 안정적으로 유연한 막(필름) 위에 부착되는 전극 물질을 먼저 코팅한 뒤, 필름 위에서 상대적으로 작은 부착력을 가진 다른 종류의 전극 물질을 그 위에 여러 층으로 쌓아 코팅함으로써 안정적인 부착력을 가지는 유연 전극(130, 150)을 제작할 수 있다.
일 예로, 필름 기판 위에 안정적으로 부착되는 RuOx를 기반으로 하는 전극 물질을 코팅한 뒤 그 위에 RuOx와 PB, NiHCF가 혼합된 전극 물질을 기판 위에 추가로 코팅하였다(도9 참조).
이와 같은 방법으로 제작한 전극의 성능을 확인하기 위해 전기삼투펌프에 적용하여 성능을 확인하였다(표3). 구동 조건은 +2.5 V, -2.5 V, 각 10 초 펄스 시간, 연속 구동으로 0.5 mM 의 CH₃COOK 펌핑 용액에서 구동하였다.
표3. 여러 층으로 코팅한 전극을 이용한 전기삼투펌프의 성능
이로써, 유연한 막(필름) 위에 여러 층으로 전극 물질을 적층하여, 필름 위에 안정적으로 부착되어 있는 유연 전극(130, 150)을 제작할 수 있음을 확인했다. 따라서 부착력이 작은 전극 물질도 여러 층을 쌓아 올려 안정적인 부착력을 가질 수 있음을 확인하였다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 압착기를 이용한 데칼 전사 방법으로 제작된 유연 전극을 도시한 도면이다.
유연한 필름로써 고온과 고압에서 안정한 기저물질 활용이 가능하다. 따라서 전극 물질의 코팅 방법인 데칼 전사 방법을 통해서 전극 제작이 가능하다. 데칼 전사 방법은 전극 표면을 매끄럽게 만들어 필름 위 전극 물질이 균일하게 코팅될 수 있어서 다공성 실리카 막과 균일한 접촉이 가능하다. 데칼 전사 방법을 이용하여 유연 전극(130, 150)을 제작하였다. 일 예로, 도10(a)에 도시된 것처럼, 전기삼투펌프(100)의 전극 제작을 위하여 전사 필름으로 사용한 폴리이미드필름(polyimide film)에 RuOx 기반의 전극 물질을 드롭코팅 한 뒤 도10(b)에 도시된 것처럼, PE와 EVOH의 공압출 필름 위로 전극 물질을 전사한 후 유연 전극(130, 150)을 확인하였다(도10 참조). 데칼 전사는 열 압착기를 이용하여 100℃의 온도와 15 MPa의 압력으로 5분 동안 열 압착을 해주었다.
이와 같은 방법으로 제작한 유연 전극(130, 150)의 성능을 확인하기 위해 전기삼투펌프(100)에 적용하여 성능을 확인하였다(표4). 구동 조건은 +2.5 V, -2.5 V, 각 10 초 펄스 시간, 연속 구동으로 0.5 mM 의 Li₂SO₄펌핑 용액에서 구동하였다.
표4. 데칼 전사 방법으로 코팅한 전극을 이용한 전기삼투펌프의 성능
데칼 전사 방법으로 제작한 유연 전극을 사용하여 전기삼투펌프를 구현할 수 있음을 확인하였다.
추가적으로 열 압착기를 이용하여 전극 물질을 전사시키는 방법뿐만아니라 유연한 필름 위에 전극 물질을 코팅한 뒤 열 압착만을 이용하여 전극의 표면을 매끄럽게 제작하는 방법 또한 가능하다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 왼쪽부터 차례대로 PE, PE/Al, PE/EVOH, PVDC, PET, PI 필름 위 안정적으로 코팅 된 RuOx 기반의 전극 물질을 도시한 도면이다.
다양한 종류의 유연한 필름 기저물질 위에 전극 물질을 코팅하여 유연 전극(130, 150)을 제작하였다. 일 예로 도11(a)에 도시된 PE(polyethylene) 필름은 높은 인성과 내화학성을 가지는 결정성 열가소성 플라스틱이며 투수성(water permeability)이 작아 수방벽(water barrier)의 역할을 한다. 따라서 전기삼투펌프(100)의 내부 용액과 외부 이송용액을 효과적으로 분리하는 역할을 하기 때문에 전기삼투펌프(100)의 유연 전극(130, 150)의 기저 물질로 사용하기에 적합하다.
또한, 도 11(b)에 도시된 PE에 코팅된 알루미늄(Al) 필름, 도11(c)에 도시된 폴리에틸렌(PE)와 에틸렌 비닐 알코올(EVOH)의 공압출 필름, 도 11(d)에 도시된 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene chloride; PVDC), 도11(e)에 도시된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate; PET), 및 도 11(f)에 도시된 폴리이미드(polyimide; PI) 등의 유연한 필름을 활용하여 전극 물질을 코팅하여 유연 전극(130, 150)을 제작하였다(도11 참조). 이때 전극 물질로는 수화된 RuOx 기반의 전극 물질을 사용하여 드롭코팅하였다.
이와 같이, 여러가지 유연한 막(필름) 위에 전극 물질을 코팅하여 유연 전극(130, 150)을 제작할 수 있음을 확인하였다.
이하, 상술한 도3 내지 도11에 도시된 구성 중 동일한 기능을 수행하는 구성의 경우 설명을 생략하기로 한다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기삼투펌프를 구성하는 전극의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 전기삼투펌프(100)를 구성하는 전극의 제조방법은 전극 물질을 준비하는 단계(S110) 및 유연성을 갖는 판상형 기재에 전극 물질을 코팅하는 단계(S120)를 포함하되, 전극은 유연한 막과 그 위에 코팅된 전극 물질로 이루어진 유연 전극(130, 150)인 것이다.
S110 단계에서, 전극 물질은 금속, 금속 산화물(metal oxide), 전도성 고분자(conducting polymer), 금속 헥사시아노페레이트(metal hexacyanoferrate), 탄소 나노 구조체, 또는 이들의 복합체(composite)로 구성된다.
예시적으로, RuOx 기반의 전극 물질은 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 SWCNTs(single-wall carbon nanotubes)를 분산시켜준 후 RuOx와 PVDF(polyvinylidene fluoride)를 분산시켜 전극 물질 슬러리(slurry)를 제조할 수 있다.
도 13을 참조하면 S120단계는 유연한 막의 일면에 금속 산화물 기반의 전극 물질을 1차 코팅하는 단계(S121) 및 1차 코팅된 전극 물질의 상면에 금속, 금속 산화물, 전도성 고분자, 금속 헥사시아노페레이트, 및 탄소 나노 구조체 중 적어도 둘 이상을 혼합한 전극 물질을 복수회 코팅하는 단계(S122)를 포함한다. 예를 들어, 유연한 막은 용융수지를 동시에 압출하여 용융상태에서 복수층으로 적층하는 공압출 방법에 의해 제조되는 공압출 필름일 수 있다.
즉, S121단계는 전극 물질 중에서 큰 부착력을 갖는 전극 물질(예를 들어, RuOx)을 유연한 막의 일면에 1차 코팅할 수 있다. 이후, S122단계는 1차 코팅된 위에 RuOx 기반의 전극 물질 보다 상대적으로 작은 부착력을 가지는 다른 종류의 전극 물질(예를 들어, RuOx, PB 및 NiHCF 중 적어도 둘 이상이 혼합된 전극 물질이거나, PB 또는 NiHCF 기반의 전극 물질)을 여러 층으로 쌓아 코팅할 수 있다. 이에 따라, 유연한 막으로부터 전극 물질이 떨어져 나오거나 갈라지지 않고, 전극 물질의 안정적인 부착력이 확보된 유연 전극(130, 150)을 제작할 수 있다.
또한, S120단계는, 열압착 또는 데칼전사 방법에 의해, 전극 물질의 표면을 매끄럽게 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 데칼 전사 방법은 전극 표면을 매끄럽게 만들어 유연한 막위에 전극 물질이 균일하게 코팅될 수 있으며, 멤브레인(110)과 균일한 접촉이 가능하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10a, 10b: 기존 전기삼투펌프
11: 다공성 막 13, 15: 전극
17: 전원 공급부 19: 유체 경로
20: 스트립 23, 25: 프레임
23a, 25a: 유연한 막 30: 지지용 프레임
100: 전기삼투펌프
110: 멤브레인
120: 제1 컨택 플레이트 140: 제2 컨택 플레이트
130: 제1 전극, 유연 전극 150: 제2 전극, 유연 전극
11: 다공성 막 13, 15: 전극
17: 전원 공급부 19: 유체 경로
20: 스트립 23, 25: 프레임
23a, 25a: 유연한 막 30: 지지용 프레임
100: 전기삼투펌프
110: 멤브레인
120: 제1 컨택 플레이트 140: 제2 컨택 플레이트
130: 제1 전극, 유연 전극 150: 제2 전극, 유연 전극
Claims (35)
- 전기삼투펌프에 있어서,
유체의 이동을 허용하는 멤브레인; 및
상기 멤브레인의 양측에 각각 배치되며, 각각 유연성을 갖는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전기삼투펌프. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 유연한 막과 그 위에 코팅된 전극 물질로 이루어진 유연 전극인 것인, 전기삼투펌프. - 제2항에 있어서,
상기 유연한 막은 고분자, 금속, 금속화된 고분자, 탄소질 물질, 또는 이들의 복합체(composite)로 구성되는 것인, 전기삼투펌프. - 제3항에 있어서,
상기 고분자는 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌 비닐 알코올(EVOH), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리염화비닐(PVC), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리스틸렌(PS), 폴리아미드(PA) 나일론(nylon), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리 디메틸실록산(PDMS), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌나프타레이트 (PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리메틸메트아크릴레이트(PMMA), 및 셀룰로오스(cellulose)에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전기삼투펌프. - 제3항에 있어서,
상기 금속은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 및 스테인레스 스틸(Stainless steel)에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전기삼투펌프. - 제3항에 있어서,
상기 금속화된 고분자는 폴리에틸렌에 코팅된 알루미늄 박막(PE/Al), 폴리카보네이트에 코팅된 알루미늄 박막(PC/Al), 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 코팅된 알루미늄 박막(PET/Al), 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 코팅된 티타늄박막(PET/Ti), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 코팅된 스테인레스 스틸 박막(PET/stainless steel)에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전기삼투펌프. - 제3항에 있어서,
상기 탄소질 물질은 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 활성탄소, 풀러렌(fullerene), 흑연(graphite) 및 탄소 섬유(carbon fiber) 에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전기삼투펌프. - 제2항에 있어서,
상기 전극 물질은 금속, 금속 산화물(metal oxide), 전도성 고분자(conducting polymer), 금속 헥사시아노페레이트(metal hexacyanoferrate), 탄소 나노 구조체 , 또는 이들의 복합체(composite)로 구성되는 것인, 전기삼투펌프. - 제8항에 있어서,
상기 금속은 은, 아연, 납, 망간, 구리, 주석, 루테늄, 및 이리듐에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전기삼투펌프. - 제8항에 있어서,
상기 금속 산화물은 바나듐 옥사이드, 몰리브덴 옥사이드(molybdenum oxide; MoO₃), 텅스텐 옥사이드(tungsten oxide; WO₃), 루테늄 옥사이드, 이리듐 옥사이드, 망간옥사이드, 세륨옥사이드(cerium oxide; CeO₂), 및 폴리옥소메탈레이트(polyoxometalate)에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전기삼투펌프. - 제8항에 있어서,
상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리아닐린의 유도체, 폴리치오펜(polythiophene), 폴리치오펜(polythiophene)의 유도체, 폴리피롤(polypyrrole), 폴리피롤(polypyrrole)의 유도체, 퀴논폴리머(quinone polymer), 퀴논폴리머의 유도체, 및 폴리타이오닌(polythionine) 에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전기삼투펌프. - 제8항에 있어서,
상기 금속 헥사시아노페레이트는 프러시안 블루(prussian blue, FeHCF(iron hexacyanoferrate), CuHCF(copper hexacyanoferrate), 및 CoHCF(cobalt hexacyanoferrate) NiHCF(nickel hexacyanoferrate) 에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전기삼투펌프. - 제8항에 있어서,
상기 탄소 나노 구조체는 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 그래핀(graphene), 탄소 나노입자(carbon nanoparticle), 풀러렌(fullerene) 및 흑연(graphite) 에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전기삼투펌프. - 제2항에 있어서,
상기 유연 전극은 상기 유연한 막의 일면에 상기 전극 물질이 복수의 층으로 적층된 것인, 전기삼투펌프. - 제1항에 있어서,
상기 멤브레인의 일측과 상기 제1전극의 사이에 배치되며 가운데 관통공이 형성된 제1 컨택 플레이트, 및
상기 멤브레인의 타측과 상기 제2전극의 사이에 배치되며 가운데 관통공이 형성된 제2 컨택 플레이트를 더 포함하는 것인, 전기삼투펌프. - 제2항에 있어서,
상기 제1 전극 또는 제2 전극은 열압착 또는 데칼전사 방법에 의해, 상기 전극 물질의 표면이 매끄럽게 처리된 것인, 전기삼투펌프. - 제1항에 있어서,
상기 제 1 전극 및 제 2 전극의 양측에서 지지하되, 유로가 형성된 프레임을 더 포함하는 것인, 전기삼투펌프. - 제1항에 있어서,
상기 제 1 전극 및 제 2 전극에 전압을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하는 것인, 전기삼투펌프. - 제1항에 있어서,
상기 제 1 전극 및 제 2 전극 각각에 전압의 극성을 교번하여 공급함으로써 정방향 및 역방향의 전기화학 반응이 반복해서 일어나도록 하여, 상기 유체의 반복적인 왕복 이동에 의해 펌핑력을 발생시키는 것인, 전기삼투펌프. - 제19항에 있어서,
반복적인 정방향 및 역방향의 전기화학 반응에 의해, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극 각각은 소모 및 재생이 반복되는 것인, 전기삼투펌프. - 전기삼투펌프를 구성하는 유연 전극의 제조방법에 있어서,
전극 물질을 준비하는 단계; 및
유연성을 갖는 판상형 기재에 상기 전극 물질을 코팅하는 단계를 포함하되,
상기 유연 전극은 상기 전기삼투펌프를 구성하는 멤브레인의 양측에 각각 배치되며, 유연한 막과 그 위에 코팅된 전극 물질로 이루어진 것인, 전극의 제조 방법. - 제21항에 있어서,
상기 유연한 막은 고분자, 금속, 금속화된 고분자, 탄소질 물질, 또는 이들의 복합체(composite)로 구성되는 것인, 전극의 제조 방법. - 제22항에 있어서,
상기 고분자는 폴리우레탄(PU), 폴리에틸렌(PE), 에틸렌 비닐 알코올(EVOH), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리염화비닐(PVC), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리스틸렌(PS), 폴리아미드(PA) 나일론(nylon), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리 디메틸실록산(PDMS), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리에틸렌나프타레이트 (PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리메틸메트아크릴레이트(PMMA), 및 셀룰로오스(cellulose)에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전극의 제조 방법. - 제22항에 있어서,
상기 금속은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 및 스테인레스 스틸(Stainless steel)에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전극의 제조 방법. - 제22항에 있어서,
상기 금속화된 고분자는 폴리에틸렌에 코팅된 알루미늄 박막(PE/Al), 폴리카보네이트에 코팅된 알루미늄 박막(PC/Al), 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 코팅된 알루미늄 박막(PET/Al), 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 코팅된 티타늄박막(PET/Ti), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 코팅된 스테인레스 스틸 박막(PET/stainless steel)에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전극의 제조 방법. - 제22항에 있어서,
상기 탄소질 물질은 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 활성탄소, 풀러렌(fullerene), 흑연(graphite) 및 탄소 섬유(carbon fiber) 에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전극의 제조 방법. - 제21항에 있어서,
상기 전극 물질은 금속, 금속 산화물(metal oxide), 전도성 고분자(conducting polymer), 금속 헥사시아노페레이트(metal hexacyanoferrate), 탄소 나노 구조체, 또는 이들의 복합체(composite)로 구성되는 것인, 전극의 제조 방법. - 제27항에 있어서,
상기 금속은 은, 아연, 납, 망간, 구리, 주석, 루테늄, 및 이리듐에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전극의 제조방법. - 제27항에 있어서,
상기 금속 산화물은 바나듐 옥사이드, 몰리브덴 옥사이드(molybdenum oxide; MoO₃), 텅스텐 옥사이드(tungsten oxide; WO₃), 루테늄 옥사이드, 이리듐 옥사이드, 망간옥사이드, 세륨옥사이드(cerium oxide; CeO₂), 및 폴리옥소메탈레이트(polyoxometalate) 에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전극의 제조방법. - 제27항에 있어서,
상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리아닐린의 유도체, 폴리치오펜(polythiophene), 폴리치오펜(polythiophene)의 유도체, 폴리피롤(polypyrrole), 폴리피롤(polypyrrole)의 유도체, 퀴논폴리머(quinone polymer), 퀴논폴리머의 유도체, 및 폴리타이오닌(polythionine) 에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전극의 제조방법. - 제27항에 있어서,
상기 금속 헥사시아노페레이트는 프러시안 블루(prussian blue, FeHCF(iron hexacyanoferrate), CuHCF(copper hexacyanoferrate), 및 CoHCF(cobalt hexacyanoferrate) NiHCF(nickel hexacyanoferrate)에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전극의 제조방법. - 제27항에 있어서,
상기 탄소 나노 구조체는 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 그래핀(graphene), 탄소 나노입자(carbon nanoparticle), 풀러렌(fullerene) 및 흑연(graphite)에서 선택되는 하나 이상인 것인, 전극의 제조방법. - 제27항에 있어서,
상기 전극 물질을 코팅하는 단계는
상기 유연한 막의 일면에 상기 금속 산화물 기반의 전극 물질을 1차 코팅하는 단계; 및
상기 1차 코팅된 전극 물질의 상면에 상기 금속, 금속 산화물, 전도성 고분자, 금속 헥사시아노페레이트, 및 탄소 나노 구조체 중 적어도 둘 이상을 혼합한 전극 물질을 복수회 코팅하는 단계를 포함하는 것인, 전극의 제조 방법. - 제21항에 있어서,
상기 유연 전극은 상기 유연한 막의 일면에 상기 전극 물질이 복수의 층으로 적층된 것인, 전극의 제조 방법. - 제21항에 있어서,
상기 전극 물질을 코팅하는 단계는 열압착 또는 데칼전사 방법에 의해, 상기 전극 물질의 표면을 매끄럽게 처리하는 단계를 더 포함하는 것인, 전극의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20210034148 | 2021-03-16 | ||
| KR1020210034148 | 2021-03-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220129488A KR20220129488A (ko) | 2022-09-23 |
| KR102667642B1 true KR102667642B1 (ko) | 2024-05-22 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101457629B1 (ko) | 2013-08-26 | 2014-11-07 | 서강대학교산학협력단 | 전기삼투펌프 및 이를 포함하는 유체 펌핑 시스템 |
| KR101933062B1 (ko) | 2017-09-19 | 2019-03-15 | 서강대학교산학협력단 | 이송대상유체의 압력을 측정하는 펌프, 이를 이용하는 유체운송 시스템과 그 시스템의 동작 방법 |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101457629B1 (ko) | 2013-08-26 | 2014-11-07 | 서강대학교산학협력단 | 전기삼투펌프 및 이를 포함하는 유체 펌핑 시스템 |
| KR101933062B1 (ko) | 2017-09-19 | 2019-03-15 | 서강대학교산학협력단 | 이송대상유체의 압력을 측정하는 펌프, 이를 이용하는 유체운송 시스템과 그 시스템의 동작 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Browne et al. | 3D printing for electrochemical energy applications | |
| US9199201B2 (en) | Self contained electroosmotic pump and method of making thereof | |
| Chen et al. | Scalable wood hydrogel membrane with nanoscale channels | |
| JP7101690B2 (ja) | 流通電極ユニット及びその使用、レドックスフロー電池システム及びその使用、流通電極ユニットの製造方法、レドックスフロー電池システムの動作方法 | |
| DE102013225159B4 (de) | Anordnung elektrochemischer Zellen | |
| JP6336748B2 (ja) | 多層バッテリ構造用の共押し出し印字ヘッド | |
| US9188113B2 (en) | Actuation of valves using electroosmotic pump | |
| US9103331B2 (en) | Electro-osmotic pump | |
| CN103999264B (zh) | 具有碳纸的液流电池 | |
| KR102006908B1 (ko) | 전기 삼투 펌프 및 이를 포함하는 유체 펌핑 시스템 | |
| KR101766712B1 (ko) | 멤브레인 전극 복합체를 이용한 유체 이동용 전기 삼투압 펌프 | |
| JP2007528104A5 (ko) | ||
| EP3877341B1 (en) | Electrochemical module comprising a flexible membrane-electrode assembly | |
| KR102576284B1 (ko) | 전기삼투펌프, 전극의 제조방법, 이를 이용한 유체 펌핑 시스템 및 그 시스템의 동작 방법 | |
| Putra et al. | Cationic rectifier based on a graphene oxide-covered microhole: theory and experiment | |
| SA110310873B1 (ar) | طريقة لتصنيع أسلاك متناهية الصغر والكترود لجهاز كهروكيميائي | |
| AU2022275491B2 (en) | Electro-osmotic pump, method of manufacturing electrode, fluid pumping system using the same, and operation method thereof | |
| KR102667642B1 (ko) | 유연 전극을 포함하는 전기삼투펌프 및 유연 전극의 제조방법 | |
| Li et al. | Janus Metal–Organic Framework Membranes Boosting the Osmotic Energy Harvesting | |
| KR20220129488A (ko) | 유연 전극을 포함하는 전기삼투펌프 및 유연 전극의 제조방법 | |
| US11673093B2 (en) | Electro-controllable ion exchange membrane | |
| KR102606059B1 (ko) | 전기삼투펌프, 전극의 제조방법, 이를 이용한 유체 펌핑 시스템 및 그 시스템의 동작 방법 | |
| US20230128867A1 (en) | Membrane-electrode assembly for electroosmotic pump, electroosmotic pump including same, and fluid pumping system | |
| WO2019053064A1 (en) | METHOD FOR PUMPING AQUEOUS FLUID THROUGH ELECTRO-OSMOTIC MEMBRANE | |
| JP2018107080A (ja) | レドックスフロー電池の製造方法 |