KR20040092171A - 수소 발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수소 생성 속도가 자동적으로 조절될 수 있는, 연료전지 등에 수소를 공급하기 위한 수소 발생기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 수소 발생기는, 메탈수소화물용액을 수용하며, 수소 생성 반응이 일어나는 장소가 되는 제1 공간을 내부에 가지며, 상기 제1 공간 내에서 생성되는 수소의 배출을 위한 게이트를 구비하는 하우징; 상기 제1 공간과 통하고 외부에 대해서는 밀폐되는 제2 공간을 내부에 가지며, 상기 하우징에 부착되어, 그 상단이 상기 제1 공간의 압력 증감에 따라 승강하는 벨로즈(bellows); 상단은 상기 벨로즈의 상단에 결합되어 상기 벨로즈 상단의 승강에 따라 승강하며, 하단은 상기 제1 공간 내에 위치하고 하단부의 외주면에는 수소생성촉매층이 코팅되어 있는 반응봉; 및 상기 벨로즈 상단이 상승하면 이를 하방으로 가압하는 가압수단;을 구비하며, 상기 수소생성촉매층과 상기 메탈수소화물용액이 접촉하면, 수소 생성 반응이 일어나 상기 제1 공간의 압력이 커지고 상기 벨로즈 상단 및 반응봉이 상승하여 상기 수소생성촉매층과 상기 메탈수소화물용액의 접촉 면적이 감소되고, 생성된 수소가 상기 게이트를 통해 배출되면, 상기 제1 공간의 압력이 줄어들고 상기 가압수단에 의해 상기 벨로즈 상단 및 상기 반응봉이 하강하여 상기 수소생성촉매층과 상기 메탈수소화물용액의 접촉 면적이 다시 증대되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

수소 발생기{Hydrogen generator}

본 발명은 연료전지 등에 수소를 공급하기 위한 수소 발생기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소 생성 속도가 자동적으로 조절될 수 있는 수소 발생기에 관한 것이다.

연료전지란 산화 환원 반응을 이용하여 전기를 발생시키는 전지의 일종으로, 폐쇄된 계 내에서 반응하는 보통의 화학전지와 달리, 반응물이 계 내부로 연속적으로 공급되며, 반응의 생성물이 또한 연속적으로 계 외부로 제거되는 전지를 말한다. 상기 연료전지로서 널리 알려진 것 가운데 하나가 수소와 산소를 반응물로 사용하는 연료전지이다.

한편, 상기와 같은 연료전지나 기타 수소를 필요로 하는 장치에 수소를 공급하는 방법으로 첫째, 기체 수소를 고압 저장한 후 공급하는 방법, 둘째, 수소를 액화 저장한 후 기화하여 공급하는 방법, 셋째, 수소저장합금에 수소를 흡착시킨 후 공급하는 방법 등이 알려져 있다.

그런데 상기 첫째 방법은, 120 내지 150 기압의 고압에서 견딜 수 있는 용기가 필요하며, 압력 조절을 위한 부대장치가 필요하여 비용이 많이 들고 이동이 불편한 문제점이 있다.

상기 둘째 방법은, 섭씨 영하 250도보다 낮은 극저온에서 수소의 액화된 상태가 유지될 수 있도록 단열성이 좋은 특수한 용기가 필요하며, 부대적으로 액화수소를 기화시키기 위한 기화기가 필요하여 역시 비용이 많이 들고 이동이 불편한 문제점이 있다.

한편 상기 셋째 방법은, 수소를 수소저장합금의 표면에 흡착하고 방출하는 것을 반복하면, 용기에 국부적인 응력이 걸려 변형이 야기되거나, 용기 내부의 수소가 누출될 수도 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 수소 발생 속도가 자동적으로 조절되어 연료전지 기타 수소를 필요로 하는 장치에 안정적으로 수소를 공급할 수 있는 수소 발생기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 내압성이나 단열성이 요구되지 않아 저렴하고, 휴대하기 편리한 수소 발생기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 수소 발생기의 제1 실시예를 도시한 단면도로서, 도 1은 반응봉이 하강된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 반응봉이 상승된 상태를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 수소 발생기의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 수소 발생기의 제3 실시예를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10, 30, 50 ...수소 발생기 11, 31, 51 ...하우징

12, 32, 52 ...제1 공간 14, 34, 54 ...게이트

15, 35, 55 ...밸브 16, 36, 56 ...벤트홀(vent hole)

17, 37, 57 ...가이드 18 ...밀폐탱크

19, 39, 59 ...메탈수소화물용액 20, 40, 60 ...반응봉

21, 41, 61 ...수소생성촉매 22, 42, 62 ...실링부재

24, 44, 64 ...벨로즈(bellows) 25, 45, 65 ...제2 공간

26 ...제3 공간 38, 58 ...캡

47 ...스프링 67, 68 ...제1, 제2 자석

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수소 발생기는,

메탈수소화물용액을 수용하며, 수소 생성 반응이 일어나는 장소가 되는 제1 공간을 내부에 가지며, 상기 제1 공간 내에서 생성되는 수소의 배출을 위한 게이트를 구비하는 하우징;

상기 제1 공간과 통하고 외부에 대해서는 밀폐되는 제2 공간을 내부에 가지며, 상기 하우징에 부착되어, 그 상단이 상기 제1 공간의 압력 증감에 따라 승강하는 벨로즈(bellows);

상단은 상기 벨로즈의 상단에 결합되어 상기 벨로즈 상단의 승강에 따라 승강하며, 하단은 상기 제1 공간 내에 위치하고 하단부의 외주면에는 수소생성촉매층이 코팅되어 있는 반응봉; 및

상기 벨로즈 상단이 상승하면 이를 하방으로 가압하는 가압수단;을 구비하며,

상기 수소생성촉매층과 상기 메탈수소화물용액이 접촉하면, 수소 생성 반응이 일어나 상기 제1 공간의 압력이 커지고 상기 벨로즈 상단 및 반응봉이 상승하여 상기 수소생성촉매층과 상기 메탈수소화물용액의 접촉 면적이 감소되고,

생성된 수소가 상기 게이트를 통해 배출되면, 상기 제1 공간의 압력이 줄어들고 상기 가압수단에 의해 상기 벨로즈 상단 및 상기 반응봉이 하강하여 상기 수소생성촉매층과 상기 메탈수소화물용액의 접촉 면적이 다시 증대되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 가압수단은 상기 벨로즈를 내포하는 밀폐탱크이며,

상기 벨로즈 상단의 상승에 의해, 상기 밀폐탱크 내부 및 벨로즈 외부로 한정되는 제3 공간의 압력이 증대되어, 상기 벨로즈 상단이 하방으로 가압되도록 구성될 수 있다.

바람직한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 가압수단은 상기 벨로즈 상단이 상승하면 복원 가능하게 압축되는 스프링일 수 있다.

바람직한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가압수단은 상기 벨로즈 상단에 부착된 제1 자석과, 상기 제1 자석의 상측에 고정 설치되어 상기 제1 자석과의 사이에 서로 척력을 야기하는 제2 자석을 구비하여 된 것일 수 있다.

바람직하게는, 상기 하우징에는 상기 반응봉의 승강을 안내하기 위해 상기 반응봉의 외주면을 감싸는 파이프형의 가이드가 마련되고, 상기 반응봉의 하단 외주면에는 환형의 실링부재가 마련되어,

상기 반응봉이 상승하여 상기 가이드의 하단과 실링부재가 밀착되면, 상기 수소생성촉매와 상기 메탈수소화물용액의 접촉이 차단되도록 구성된 것일 수 있다.

바람직하게는, 상기 메탈수소화물용액에는가 포함될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수소 발생기의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 수소 발생기의 제1 실시예를 구성을 위주로 개략적으로 도시한 단면도로서, 도 1은 반응봉이 하강된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 반응봉이 상승된 상태를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 제1 실시예에 따른 수소 발생기(10)는 하우징(11)과, 상기 하우징(11)에 부착되는 벨로즈(bellows, 24)와, 상기 벨로즈(24)의 상단에 결합된 반응봉(20)을 구비한다.

상기 하우징(10)의 내부에는 메탈수소화물용액(metal hydride solution, 19)이 수용되며 수소 생성 반응이 일어나는 장소가 되는 제1 공간(12)이 마련된다. 상기 메탈수소화물용액(19)에는이 포함된다. 상기 메탈수소화물용액(19) 속의와 물()은 후술될 수소생성촉매에 의해 서로 반응하며, 기체 상태의 수소()와 액체 상태의로 된다. 이와 같은 반응을 수소 생성 반응이라 하는데, 상기를 이용하는 수소 생성 반응은 비교적 연구가 많이 진행되어 있으며,자체도 비교적 저렴한 비용으로 획득 가능하므로, 도시된 바람직한 실시예에서 채용된다. 그러나 반드시 이에 한하지는 않으며, 예를 들어,나가 포함된 메탈수소화물용액(19)을 이용하는 수소 생성 반응도 가능한 것이다. 상기 제1 공간(12)은 상기 하우징(11)의 일측에 상기 제1 공간(12)과 통하도록 마련된 게이트(14)를 통해 외부와 연결될 수 있으며, 상기 게이트(14)를 개폐할 수 있도록 밸브(15)가 마련된다. 따라서, 연료전지 등의 수소 수용처의 수소 유입구와 상기 게이트(14)를 연결하면, 상기 제1 공간(12) 내부에서 발생된 수소()를 상기 수소 수용처에 공급할 수 있다.

상기 벨로즈(24)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제1 공간(12)을 한정하는 하우징(11)에 그 하단이 부착된다. 상기 벨로즈(24)로 둘러싸인 제2 공간(25)은 상기 하우징(11)에 형성된 벤트홀(vent hole, 16)에 의해 상기 제1 공간(12)과 통한다. 따라서 상기 제1 공간(12)과 제2 공간(24)은, 약간의 시차를 두거나 또는 시차가 거의 없이, 그 압력이 동일하게 된다. 상기 벨로즈(24)의 상단은 상기 제1 공간(12)의 압력이 증가하면 상승하고, 반대로 상기 제1 공간(12)의 압력이 감소되면 하강한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

상기 반응봉(20)은, 상기 하우징(11)을 가로지르도록 설치되며, 상기 벨로즈(24)의 상단에 그 상단(20b)이 결합되어 상기 벨로즈(24) 상단의 승강에 따라 승강한다. 상기 반응봉(20)의 하단(20a)은 상기 제1 공간(12) 내에 위치하고, 하단부의 외주면에는 수소생성촉매층(21)이 코팅되어 있다. 상기 수소생성촉매층(21)은 메탈수소화물용액(19)을 이용한 수소 생성 반응을 일으키는 매개가 되는 것으로, 예컨대 백금(Pt), 루테늄(Ru), 또는 코발트(Co)촉매 등이 사용될 수 있다. 상기 반응봉(20)은 가이드(17)에 의해 승강이 안내된다. 상기 가이드(17)는 상기 반응봉(20)의 외주면을 감쌀 수 있도록 파이프형이며, 상기 하우징(11)에서 제1 공간(12)을 향해 하향 돌출된다. 상기 반응봉의 하단(20a) 외주면에는 환형의 실링(sealing)부재(22)가 마련된다. 상기 실링부재(22)는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 반응봉(20)이 상승하여 상기 가이드(18)의 하단과 상기 실링부재(22)가 밀착되면, 그 사이로 메탈수소화물용액(19)이 침투하지 못하도록 하여 상기 수소생성촉매층(21)과 상기 메탈수소화물용액(19)이 더 이상 접촉하지 못하도록 함으로써, 수소 생성 반응을 정지시키기 위한 것이다. 상기 실링부재(22)는 메탈수소화물용액(19) 속에 침잠되어야 하므로 상기 용액(19)과 반응을 일으키지 않아야 한다. 따라서 도시된 바람직한 실시예에서는, 산과 알칼리에 강하고, 대부분의 용매에 침범당하지 않는 것으로 알려져 있는, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)수지가 상기 실링부재(22)의 소재로 사용된다. 상기 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)수지는 소위 테플론(Teflon)수지라 불리운다.

수소 발생기(10)는 상기 벨로즈(24)를 하방으로 가압하는 가압수단으로서, 상기 벨로즈(24)를 내포하는 밀폐탱크(18)를 구비한다. 상기 밀폐탱크(18)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 하우징(11)에 나사 결합될 수도 있으며, 이때 그나사 결합 부분은 외부와 통하지 않도록 적절히 실링(sealing)되어야 한다. 다만, 상기 밀폐탱크(18)가 반드시 상기 하우징(11)과 나사 결합되어야 하는 것은 아니며, 용접 등 다른 방법에 의해서도 결합될 수도 있다. 상기 밀폐탱크(18)의 내부 및 벨로즈(24)의 외부로 한정되는 제3 공간(26)은, 상기 벨로즈(24) 상단이 상승하면 그 체적이 감소하여 압력이 증대되며, 상기 벨로즈(24) 상단을 하방으로 가압한다.

이하, 상기한 구성을 갖는 수소 발생기(10)의 작용을 설명한다.

상기 수소 발생기(10)에서 메탈수소화물용액(19)은, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 하우징(11)의 게이트(14)에 미치지 않을 정도로 상기 제1 공간(12)에 채워진다. 게이트(14)의 밸브(15)가 폐쇄되고 반응봉(20)이 하강된 초기 상태에서, 상기 제1, 제2, 및 제3 공간(12, 25, 26)의 압력은 서로 같다. 이 상태에서 상기 반응봉(20)의 하단부에 코팅된 수소생성촉매층(21)이 메탈수소화물용액(19)과 접촉하며, 이에 따라 상술한 수소 생성 반응에 이해 기체 상태의 수소()가 발생하여 상기 제1 공간(12)의 상부에 축적된다. 상기 수소()의 축적량이 많아지면 상기 제1 공간(12)의 압력이 증대되고, 상기 벤트홀(16)을 통해 상기 수소()가 상기 제2 공간(25)으로 일부 이동하여 상기 제2 공간(25)의 압력도 상기 제1 공간(12)과 동일한 압력으로 상승한다. 이에 따라 상기 제2 공간(25)의 압력이 제3 공간(26)의 압력보다 커지게 되어, 상기 제2 공간(25)의 체적이 팽창하고, 상기 벨로즈(24) 상단이 상승하며, 상기 벨로즈(24) 상단에 결합된 반응봉(20)도 상승한다. 상기 반응봉(20)이 상승하여 수소생성촉매층(21)이 가이드(17)에 의해 위로부터 가려지게 되면, 상기 수소생성촉매층(21)과 상기 메탈수소화물용액(19)의 접촉 면적이 감소되며, 결과적으로 수소 생성 반응 속도가 늦춰진다. 상기 밸브(15)가 폐쇄된 상태에서는 상기 제1 공간(12)의 수소()가 외부로 배출되지 않으므로, 상기 반응봉(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 그 하단(20a)이 상기 가이드(17)의 하단에 닿아 멈출 때까지 상승한다. 이렇게 되면, 상기 반응봉 하단(20a)의 실링부재(22)와 가이드(17)의 하단이 밀착되고, 상기 수소생성촉매층(21)과 상기 메탈수소화물용액(19)이 더 이상 접촉하지 못하여, 수소 생성 반응이 정지된다. 한편, 이때 상기 제3 공간(26)은, 상기 제2 공간(25)의 체적이 커진 만큼 그 체적이 감소하여 압력이 증대되고 상기 벨로즈(24) 상단을 하방으로 가압하게 된다. 그러나 상기 하방 가압력은 상기 제2 공간(25)과 제3 공간(26)의 압력차로 인한 벨로즈(24) 상단의 상승력보다 작으므로, 상기 벨로즈(24) 상단은 상승된 상태로 유지된다.

수소 생성 반응이 정지된 상태에서 상기 게이트(14)에 연료전지 등 수소 수용처를 연결하고 상기 밸브(15)를 개방하면, 수소()가 상기 수소 수용처로 유출되어, 상기 제1 공간(12)의 압력이 감소한다. 이렇게 되면, 상기 제1 공간(12)의 압력과 같게 되는 제2 공간(25)의 압력이 상기 제3 공간(26)의 압력보다 작아져서, 상기 제2 공간(25)의 체적이 수축하고 상기 벨로즈(24) 상단이 하강하며, 상기 반응봉(20)도 하강한다. 상기 반응봉(20)이 하강하면 수소생성촉매층(21)이 가이드(17)에서 벗어나 아래로부터 메탈수소화물용액(19)에 노출되고, 이에 따라상기 수소생성촉매층(21)과 상기 메탈수소화물용액(19)의 접촉 면적이 증대되며, 결과적으로 수소 생성 반응 속도가 빨라진다.

생성된 수소()가 계속적으로 수소 수용처로 유출되는 정상상태에서는, 유출되는 수소()의 양과 생성되는 수소()의 양이 같아지도록 상기 반응봉(20)의 높이가 적절히 위치하며, 그 위치에서 상기 제1, 제2, 및 제3 공간(12, 25, 26)의 압력은 서로 같아지게 된다. 연속적인 수소() 생성과 유출 과정 중에 일시적으로 수소()의 생성량이 많아져서 상기 제1 공간(12)의 압력이 증대되면, 다시 벨로즈(24) 상단 및 반응봉(20)이 상승하여 수소생성촉매층(21)과 메탈수소화물용액(19)의 접촉 면적이 감소하고, 이에 따라 수소() 생성 속도가 자동적으로 늦춰진다. 반대로, 일시적으로 수소()의 생성량이 줄어들어 상기 제1 공간(12)의 압력이 감소되면, 벨로즈(24) 상단 및 반응봉(20)이 하강하여 상기 수소생성촉매층(21)과 메탈수소화물용액(19)의 접촉 면적이 증대되고, 이에 따라 수소() 생성 속도가 자동적으로 빨라진다. 결과적으로, 수소 수용처로 수소()를 공급하는 과정 중에 상기 제1 공간(12)의 압력이 소정 오차 범위에서 일정하게 유지될 수 있으며, 이에 따라 수소()의 발생 및 공급 속도 역시 소정 오차 범위에서 일정하게 유지될 수 있다.

상기 메탈수소화물용액(19)이 모두 반응하여 소진되면, 상기 제1 공간(12)에는 수소 생성 반응의 부산물인 액체 상태의가 남는다. 상기를 제거하고 새로운 메탈수소화물용액(19)을 다시 주입하면 수소 발생기(10)를 재사용할 수 있다. 상기 메탈수소화물 용액(19)의 주입량이 너무 많으면, 상기 제1 공간(12) 상부의 체적이 작아 압력 조절이 어렵고, 반대로 주입량이 너무 적으면, 수소 발생기(10)의 운전 시간이 너무 짧아지므로, 상기 두 요소가 적절히 조화되는 범위에서 메탈수소화물용액(19)의 주입량이 정해지는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 수소 발생기의 제2 실시예를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 수소 발생기의 제3 실시예를 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 수소 발생기(30)에서는 벨로즈(44) 상단을 하방으로 가압하기 위한 가압수단으로서, 도 1 및 도 2에서 도시된 밀폐탱크(18)와 달리 스프링(47)이 채용된다. 상기 스프링(47)은, 상기 하우징(31)에 나사 결합되는 캡(38)의 내벽에 그 상단이 지지되고 벨로즈(44)의 상단에 그 하단이 지지되도록 하는 방식으로, 상기 캡(38) 내부에 설치될 수 있다. 상기 캡(38)은 통공(38a)이 형성되어 있어 외부에 대해 밀폐되지 않았다는 점이 도 1 및 도 2에 도시된 밀폐탱크(18)와 다르다. 이에 따라 상기 캡(38) 내부와 벨로즈(44) 외부로 한정되는 공간(46)은 항상 외부의 대기압으로 유지된다. 상기 벨로즈(44) 상단이 상승하면 상기 스프링(47)이 복원 가능하게 수축되면서 상기 벨로즈(44) 상단을 가압하게 된다. 상기 제2 실시예에 따른 수소 발생기(30)는, 상기 스프링(47)을 제외하면 상술된 제1 실시예에 따른 수소 발생기(10)와 그 구성이나 작용이 동일하므로 더 이상의 설명은 생략한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 수소 발생기(50)는벨로즈(64) 상단을 하방으로 가압하기 위한 가압수단으로서, 서로간에 척력이 작용하는 제1 및 제2 자석(67, 68)이 채용된다. 상기 제1 자석(67)은 상기 벨로즈(64) 상단에 부착된다. 상기 제2 자석(68)은, 상기 제1 자석(67)과 마주보도록 상기 하우징(51)에 나사 결합되는 캡(58)의 내벽에 고정 설치한다. 상기 제1 및 제2 자석(67, 68)은 마주보는 대면이 동일한 자극을 갖도록 배치하여, 서로 척력이 작용하도록 한다. 따라서 상기 벨로즈(64) 상단이 상승하면 상기 제1 및 제2 자석(67, 68) 사이에 척력이 증대되어, 상기 벨로즈(64) 상단을 가압하게 된다. 상기 캡(58)도 통공(58a)이 형성되어 있어 외부에 대해 밀폐되지 않았다는 점이 도 1 및 도 2에 도시된 밀폐탱크(18)와 다르다. 이에 따라 상기 캡(58) 내부와 벨로즈(64) 외부로 한정되는 공간(66)은 항상 외부의 대기압으로 유지된다. 상기 제3 실시예에 따른 수소 발생기(50)는, 상기 한 쌍의 자석(67, 68)을 제외하면 상술된 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따른 수소 발생기들(30, 50)과 그 구성이나 작용이 동일하므로 더 이상의 설명은 생략한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등 한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 달리, 가이드가 없거나 짧고, 실링부재도 없는 수소 발생기도 본 발명에 포함된다. 상기한 변형예에 의하면, 수소 발생기의 메탈수소화물용액의 수위보다 반응봉의 하단이 높게 상승할 때 수소 생성 반응이 정지될 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

상기한 본 발명의 수소 발생기는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 메탈수소화물 용액을 사용하여 수소를 발생시키고, 하우징 내부 공간의 압력차를 이용하여 수소 생성 반응 속도가 자동적으로 조절되므로, 연료전지 기타 수소 수용처에 안정적으로 수소를 공급할 수 있다.

둘째, 종래의 수소 저장 및 공급 용기들과 달리, 하우징의 내압성이나 단열성이 요구되지 않으므로, 저렴하고 휴대하기 편리하다. 따라서 캠코더, 노트북 컴퓨터, 이동전화 등의 소형 전기제품에 사용될 수 있는 연료전지에 수소를 공급하는 장치로서 사용할 수 있다.

셋째, 구조가 비교적 단순하여 종래의 수소 저장 및 공급 용기들에 비해 내구성이 뛰어나며, 메탈수소화물 용액을 재충전하면 반영구적으로 사용할 수 있다.

Claims (6)

1. 메탈수소화물용액을 수용하며, 수소 생성 반응이 일어나는 장소가 되는 제1 공간을 내부에 가지며, 상기 제1 공간 내에서 생성되는 수소의 배출을 위한 게이트를 구비하는 하우징;

   상기 제1 공간과 통하고 외부에 대해서는 밀폐되는 제2 공간을 내부에 가지며, 상기 하우징에 부착되어, 그 상단이 상기 제1 공간의 압력 증감에 따라 승강하는 벨로즈(bellows);

   상단은 상기 벨로즈의 상단에 결합되어 상기 벨로즈 상단의 승강에 따라 승강하며, 하단은 상기 제1 공간 내에 위치하고 하단부의 외주면에는 수소생성촉매층이 코팅되어 있는 반응봉; 및

   상기 벨로즈 상단이 상승하면 이를 하방으로 가압하는 가압수단;을 구비하며,

   상기 수소생성촉매층과 상기 메탈수소화물용액이 접촉하면, 수소 생성 반응이 일어나 상기 제1 공간의 압력이 커지고 상기 벨로즈 상단 및 반응봉이 상승하여 상기 수소생성촉매층과 상기 메탈수소화물용액의 접촉 면적이 감소되고,

   생성된 수소가 상기 게이트를 통해 배출되면, 상기 제1 공간의 압력이 줄어들고 상기 가압수단에 의해 상기 벨로즈 상단 및 상기 반응봉이 하강하여 상기 수소생성촉매층과 상기 메탈수소화물용액의 접촉 면적이 다시 증대되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수소 발생기.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 가압수단은 상기 벨로즈를 내포하는 밀폐탱크이며,

   상기 벨로즈 상단의 상승에 의해, 상기 밀폐탱크 내부 및 벨로즈 외부로 한정되는 제3 공간의 압력이 증대되어, 상기 벨로즈 상단이 하방으로 가압되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수소 발생기.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 가압수단은 상기 벨로즈 상단이 상승하면 복원 가능하게 압축되는 스프링인 것을 특징으로 하는 수소 발생기.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 가압수단은, 상기 벨로즈 상단에 부착된 제1 자석과, 상기 제1 자석의 상측에 고정 설치되어 상기 제1 자석과의 사이에 서로 척력을 야기하는 제2 자석을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 수소 발생기.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 하우징에는 상기 반응봉의 승강을 안내하기 위해 상기 반응봉의 외주면을 감싸는 파이프형의 가이드가 마련되고, 상기 반응봉의 하단 외주면에는 환형의 실링부재가 마련되어,

   상기 반응봉이 상승하여 상기 가이드의 하단과 실링부재가 밀착되면, 상기 수소생성촉매와 상기 메탈수소화물용액의 접촉이 차단되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수소 발생기.
6. 제1 항에 있어서,

   상기 메탈수소화물용액에는가 포함된 것을 특징으로 하는 수소 발생기.