KR20050093607A - Hydrogen gas producing device having chemical hydride solution fuel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치에 관한 것이다. 이는 캐미칼하이드라이드 수용액을 수용하며 수용액으로부터 발생하는 수소가스를 외부로 배출하는 콘테이너와; 상기 콘테이너의 내부에 위치하며 상기 캐미칼하이드라이드 수용액과 접촉시 화학반응을 일으켜 수용액으로부터 수소가스를 발생하는 수소생성촉매와; 상기 수소생성촉매를 그 내부에 수용하며 콘테이너 내부의 압력 증감에 따라 개방 또는 차단되어 수소발생을 제어하는 반응제어부를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a hydrogen generating apparatus having a chemical hydride aqueous solution as a raw material. It includes a container for receiving an aqueous solution of chemical hydride and to discharge the hydrogen gas generated from the aqueous solution to the outside; A hydrogen generation catalyst located inside the container and generating a hydrogen gas from the aqueous solution by causing a chemical reaction upon contact with the aqueous chemical hydride solution; The hydrogen generating catalyst is accommodated therein and is configured to include a reaction control unit which controls the generation of hydrogen by being opened or blocked according to the pressure increase or decrease in the container.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치는, 저압 콘테이너에 수용되어 있는 캐미칼하이드라이드 수용액으로부터 화학반응에 의해 수소가스가 발생하도록 하므로, 수소를 발생하기 위한 별도의 동력이 필요 없으며 콘테이너내의 압력이 대기압 정도이므로 위험하지 않다. 또한 그 구조가 간단하며 특히 휴대가 가능하여 수소연료 자동차에 충분히 탑재할 수 있고 캠코더나 노트북컴퓨터 또는 이동전화 등의 소형 전자제품에 들어가는 연료전지에 수소를 공급하는 공급장치로 사용할 수 있다. 아울러 수소 발생 속도가 자동적으로 조절되며 설치방위에 관계없이 동작하므로 사용이 편리하고 수소공급이 안정적이다. The hydrogen generating apparatus having the aqueous chemical hydride solution of the present invention as described above as a raw material allows hydrogen gas to be generated by a chemical reaction from the aqueous chemical hydride solution contained in a low pressure container. No power is required, and the pressure in the container is atmospheric, so it is not dangerous. In addition, its structure is simple and especially portable so that it can be fully loaded in a hydrogen fueled car and used as a supply device for supplying hydrogen to fuel cells in small electronic products such as camcorders, notebook computers or mobile phones. In addition, the rate of hydrogen generation is automatically adjusted and operates regardless of the installation direction, so it is convenient to use and the hydrogen supply is stable.

Description

캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치{Hydrogen gas producing device having chemical hydride solution fuel}Hydrogen gas producing device having chemical hydride solution fuel

본 발명은 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen generating apparatus having a chemical hydride aqueous solution as a raw material.

연료전지란 연료의 산화(酸化)에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지이다. 이는 산화 및 환원반응을 이용한다는 점에 있어서 기본적으로는 보통의 화학전지와 같다. 하지만 닫힌 계내(系內)에서 전지반응(電池反應)을 하는 화학전지와 달리 반응물이 외부에서 계 내부로 연속적으로 공급되며 또한 반응생성물이 연속적으로 계외(系外)로 제거된다는 다른 점을 가진다. 이러한 연료전지로서 가장 전형적인 것이 수소와 산소를 반응물로 사용하는 연료전지이다. A fuel cell is a battery that directly converts chemical energy generated by oxidation of fuel into electrical energy. It is basically the same as a normal chemical cell in that it uses oxidation and reduction reactions. However, unlike chemical cells that perform cell reactions in closed systems, the reactants are continuously supplied from the outside into the system and the reaction products are continuously removed out of the system. The most typical of such a fuel cell is a fuel cell using hydrogen and oxygen as reactants.

한편 수소를 연료로 하는 연료전지나 기타 수소를 필요로 하는 곳에 수소를 공급하기 위한 장치로서, 수소를 기체상태로 고압탱크에 저장한 후 밸브를 통해 원하는 만큼의 수소를 소정압력으로 빼내어 공급하는 장치와, 수소를 액화시켜 액체상태로 저장하고 저장되어 있는 액체상태의 수소를 필요한 만큼씩 기화시켜 공급하는 장치와, 수소저장합금에 수소를 흡착시킨 후 공급하는 장치 등이 알려져 있다.On the other hand, a device for supplying hydrogen to a fuel cell or other hydrogen that requires hydrogen as a device for storing hydrogen in a gaseous state in a high-pressure tank, and then extracts and supplies as much hydrogen as desired through a valve. For example, a device for liquefying hydrogen to be stored in a liquid state and vaporizing and supplying the stored hydrogen in a liquid state as needed, and a device for adsorbing hydrogen to a hydrogen storage alloy and then supplying the hydrogen is known.

그러나 상기 첫 번째 장치는 120기압 내지 150기압의 고압에서 견딜 수 있는 수소저장 압력용기 및 압력조절을 위한 각종 주변장치가 필요하여, 전체적인 구성이 복잡하고 크기가 크며 장치를 콤팩트화 할 수 없어 이를테면 자동차에 탑재할 수 없다. 또한 수소가 소모되었을 경우 상기 압력으로 수소를 재충진하여야 하므로 충진장치가 별도로 필요하고 불편하며 운전비용이 많이 소요된다.However, the first device requires a hydrogen storage pressure vessel capable of withstanding high pressures of 120 to 150 atm and various peripheral devices for pressure regulation, so that the overall configuration is complicated and large, and the device cannot be compacted, such as a car. Can not be mounted on. In addition, when hydrogen is consumed, it is necessary to refill the hydrogen at the pressure, so a separate filling device is necessary, inconvenient, and requires a lot of operating costs.

또한 상기 두 번째 장치는 기체상태의 수소를 섭씨 영하 250℃ 이하로 냉각하여 액화시키는 장비는 물론 액화된 액체수소가 액체 상태를 계속 유지할 수 있도록 단열성이 뛰어난 특수용기가 필요하고 또한 액화수소를 적정 압력 및 온도로 기화시키기 위한 기화장치 등이 포함되므로 장치가 복잡하고 이동이 불편하며 유지비가 비싸고 항시 대형 폭발의 위험을 안고 있다.In addition, the second device is a device that cools the gaseous hydrogen to less than 250 degrees Celsius below the liquefaction, as well as a special container with excellent thermal insulation so that the liquefied liquid hydrogen can maintain the liquid state, and also the appropriate pressure to liquefied hydrogen And a vaporization device for vaporizing at a temperature, so that the device is complicated, inconvenient to move, expensive to maintain, and always carries the risk of a large explosion.

또한 상기 세 번째 장치는 수소저장합금에 대한 수소의 흡착 및 배출이 반복될 경우 수소저장합금에 국부적인 응력이 발생해 물리적 변형이 야기되거나 크랙이 생성되어 비정상적인 수소 누출의 염려가 있다는 문제가 있다.In addition, the third device has a problem in that when the adsorption and discharge of hydrogen to the hydrogen storage alloy is repeated, a local stress occurs in the hydrogen storage alloy, causing physical deformation or cracks, thereby causing abnormal hydrogen leakage.

결국 종래의 수소공급장치는 수소를 저장하는 저장탱크의 내압성이나 단열성이 필수적이며 저장탱크 이외에 수소를 주입하거나 수요처로 공급하는 주변장치가 포함되므로 장치가 크고 복잡하며 폭발의 위험이 있고 유지비용이 많이 든다는 문제가 있는 것이다.As a result, the conventional hydrogen supplying device is essential in the pressure resistance or thermal insulation of a storage tank that stores hydrogen, and includes a peripheral device that injects hydrogen or supplies it to a demand source in addition to the storage tank, so that the device is large, complex, explosive, and maintenance costs are high. There is a problem.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 저압 콘테이너에 수용되어 있는 캐미칼하이드라이드 수용액으로부터 화학반응에 의해 수소가스가 발생하도록 하므로, 수소를 발생하기 위한 별도의 동력이 필요 없으며 콘테이너내의 압력이 대기압 정도이므로 위험하지 않고, 또한 그 구조가 간단하며 휴대가 가능하여 수소연료 자동차에 충분히 탑재할 수 있으며 캠코더나 노트북컴퓨터 또는 이동전화 등의 소형 전자제품에 들어가는 연료전지에 수소를 공급하는 공급장치로 사용할 수 있음은 물론 특히 수소 발생 속도가 자동적으로 조절되며 설치방위에 관계없이 동작하므로 사용이 편리하고 수소공급이 안정적인 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치를 제공함에 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, so that the hydrogen gas is generated by the chemical reaction from the chemical hydride aqueous solution contained in the low-pressure container, there is no need for a separate power for generating hydrogen and pressure in the container As it is about atmospheric pressure, it is not dangerous, its structure is simple and it is portable, so it can be loaded on a hydrogen fuel car enough to supply hydrogen to fuel cells in small electronic products such as camcorders, notebook computers or mobile phones. Of course, the purpose of the present invention is to provide a hydrogen generating apparatus having a chemical hydride aqueous solution as a raw material, which is convenient to use and stable in hydrogen supply since the rate of hydrogen generation is automatically adjusted and operates regardless of the installation direction.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 캐미칼하이드라이드 수용액을 수용하며 수용액으로부터 발생하는 수소가스를 외부로 배출하는 콘테이너와; 상기 콘테이너의 내부에 위치하며 상기 캐미칼하이드라이드 수용액과 접촉시 화학반응을 일으켜 수용액으로부터 수소가스를 발생하는 수소생성촉매와; 상기 수소생성촉매를 그 내부에 수용하며 콘테이너 내부의 압력 증감에 따라 개방 또는 차단되어 수소발생을 제어하는 반응제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a container for receiving a chemical hydride aqueous solution and to discharge the hydrogen gas generated from the aqueous solution to the outside; A hydrogen generation catalyst located inside the container and generating a hydrogen gas from the aqueous solution by causing a chemical reaction upon contact with the aqueous chemical hydride solution; It is characterized in that it comprises a reaction control unit for accommodating the hydrogen generating catalyst therein and is opened or blocked in accordance with the pressure increase or decrease inside the container to control the generation of hydrogen.

또한, 상기 콘테이너는; 소정용적을 제공하며 다수의 관통구멍을 가지는 다공콘테이너와, 상기 다공콘테이너에 밀착 설치되어 관통구멍을 차단하는 기액분리막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the container; It is characterized in that it comprises a porous container having a predetermined volume and having a plurality of through holes, and a gas-liquid separation membrane installed in close contact with the porous container to block the through holes.

아울러, 상기 콘테이너의 외부에는 콘테이너를 밀폐 수용하며 콘테이너로부터 배출되는 수소가스를 모아 외부의 수요처로 공급하게 하는 하우징이 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the outside of the container is characterized in that the housing is provided with a container for hermetically receiving the container and collect the hydrogen gas discharged from the container to supply to the external demand.

또한, 상기 반응제어부는; 상기 하우징에 고정 설치되며 그 일부가 상기 콘테이너의 수용공간 내부로 연장된 고정케이싱과, 상기 수소생성촉매를 수용한 상태로 고정케이싱의 내부에 이동 가능하게 장착되되 콘테이너 내부의 압력증감에 따라 고정케이싱에 대해 상대 이동하며 개폐되는 이동케이싱을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the reaction control unit; A fixed casing fixedly installed in the housing and partially extending into the receiving space of the container, the fixed casing being movable in the fixed casing while accommodating the hydrogen generating catalyst, Relatively move relative to and characterized in that it comprises a moving casing to be opened and closed.

또한, 상기 외부케이싱에는 상기 캐미칼하이드라이드 수용액을 내부케이싱측으로 유도하는 외부관통공이 형성되어 있고, 상기 내부케이싱에는 상기 외부관통공을 통과한 캐미칼하이드라이드 수용액을 내부의 수소생성촉매 측으로 유도하는 내부관통공이 형성되며, 상기 내부관통공은 콘테이너의 내부 압력이 증가하여 내부케이싱이 밀려 이동함에 따라 상기 외부 관통공으로부터 차단되는 것을 특징으로 한다.In addition, the outer casing is formed with an outer through hole for inducing the chemical hydride aqueous solution to the inner casing side, and the inner casing leads the aqueous solution of the chemical hydride passed through the outer through hole to the hydrogen-producing catalyst side. An inner through hole is formed, and the inner through hole is blocked from the outer through hole as the inner pressure of the container increases to move the inner casing.

아울러, 상기 외부케이싱의 내부에는 콘테이너 내부의 압력이 감소할 때 내부케이싱의 위치를 복원시켜 내부케이싱을 개방하는 탄성지지수단이 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the inside of the outer casing is characterized in that the elastic support means for opening the inner casing by restoring the position of the inner casing when the pressure in the container is reduced is further provided.

또한, 상기 외부케이싱의 내부공간은 공기구멍을 통해 하우징 외부로 개방되고, 상기 탄성지지수단은, 자체 탄성력으로 내부케이싱을 지지하되 그 일단이 내부케이싱에 고정되며 그 내부공간이 상기 공기구멍을 통해 외부로 개방되어 내부케이싱에 대기압력을 인가하는 벨로우즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the inner space of the outer casing is opened to the outside of the housing through the air hole, the elastic support means, support the inner casing with its own elastic force, one end of which is fixed to the inner casing, the inner space through the air hole It is characterized in that it comprises a bellows is opened to the outside to apply atmospheric pressure to the inner casing.

또한, 상기 탄성지지수단에는 내부케이싱을 벨로우즈의 지지방향으로 지지하는 스프링이 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the elastic support means is characterized in that the spring is further provided for supporting the inner casing in the support direction of the bellows.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

기본적으로 본 실시예에 따른 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치는, 수소생성촉매와 캐미칼하이드라이드 수용액을 콘테이너내에 수용하되 상기 수소생성촉매가 일정 조건하에서 수용액과 반응하게 하여 수소가스를 발생하는 장치이다.Basically, a hydrogen generating apparatus having a chemical hydride aqueous solution according to the present embodiment as a raw material includes a hydrogen generating catalyst and a chemical hydride aqueous solution in a container, and the hydrogen generating catalyst reacts with the aqueous solution under a predetermined condition to produce hydrogen gas. It is a device that generates.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치의 전체적인 구성 및 동작을 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.1 and 2 are cross-sectional views for explaining the overall configuration and operation of the hydrogen generator having a chemical hydride aqueous solution as a raw material according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치(11)는, 소정 용적을 가지며 그 일측부는 캡(23)에 의해 밀폐되는 하우징(21)과, 상기 하우징(21)의 내부에 설치되며 그 일측부가 상기 캡(23)에 의해 밀폐되며 캐미칼하이드라이드 수용액(27)을 수용하는 콘테이너(55)와, 상기 캡(23)의 중앙부에 고정 장착되어 상기 콘테이너(55)의 내부공간과 하우징(21)의 외부를 연결하고 그 내부에 수소생성촉매(37)를 갖는 반응부(35)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, the hydrogen generator 11 having a chemical hydride aqueous solution according to the present embodiment as a raw material, the housing 21 has a predetermined volume and one side is sealed by a cap 23, and the housing A container 55 installed inside the container 21 and one side thereof is sealed by the cap 23, and fixedly mounted at the center of the cap 23 to accommodate the aqueous solution of chemical hydride 27. It comprises a reaction unit 35 connecting the inner space of the 55 and the outside of the housing 21 and having a hydrogen generating catalyst 37 therein.

상기 캐미칼하이드라이드 수용액(27)은 예컨대 LiBH4, LiH, NaBH4, LiAlH4, MgH2, NaAlH4, CaH2, KH, KBH4, Ca(BH4)2, Mg(BH4)2, KAlH4 중 어느 하나의 메탈수소화물을 용질로 하는 수용액으로서 상기 수소생성촉매(37)와 화학 반응하여 수소가스를 발생한다.The chemical hydride solution 27 may be a metal hydride of any one of LiBH 4, LiH, NaBH 4, LiAlH 4, MgH 2, NaAlH 4, CaH 2, KH, KBH 4, Ca (BH 4) 2, Mg (BH 4) 2 and KAlH 4. As an aqueous solution containing solutes, hydrogen gas is generated by chemical reaction with the hydrogen generating catalyst 37.

상기 하우징(21)은 수소발생장치(11)의 외부 케이스로서 그 일측에는 게이트(29)가 마련되어 있다. 상기 게이트(29)는 후술하는 바와같이 콘테이너(55)로부터 발생하는 수소가스를 수용처로 내보내기 위한 통로이다. 상기 게이트(29)에는 밸브(61)를 설치하여 수소가스의 공급을 제어한다. The housing 21 is an outer case of the hydrogen generator 11 and has a gate 29 at one side thereof. As described later, the gate 29 is a passage for discharging hydrogen gas generated from the container 55 to an accommodation destination. The gate 29 is provided with a valve 61 to control the supply of hydrogen gas.

아울러 본 실시예에서 상기 하우징(21)에 대해 캡(23)이 나사 결합하고 있지만 용접을 통해 완전히 봉 할 수 도 있다.In addition, although the cap 23 is screwed to the housing 21 in the present embodiment, it may be completely sealed by welding.

상기 콘테이너(55)는, 상기 캡(23)의 내측면에 나사 결합하는 제 2다공콘테이너(17)와, 상기 제 2다공콘테이너(17)의 내벽면에 밀착 결합하는 기액분리막(15) 및 상기 기액분리막(15)의 내측면에 위치하는 한편 상기 제 2다공콘테이너(17)에 대해 결합하는 제 1다공콘테이너(13)로 구성된다. 상기 콘테이너(55)는 전체적으로 그 일측이 개방되어 있지만 개방된 부위가 상기 캡(23)에 결합하고 있으므로 결과적으로 그 내부 공간은 외부에 대해 밀폐된다.The container 55 includes a second porous container 17 which is screwed to the inner surface of the cap 23, a gas-liquid separation membrane 15 which is tightly coupled to the inner wall surface of the second porous container 17, and the It is composed of a first porous container 13 which is located on the inner side of the gas-liquid separation membrane 15 and is coupled to the second porous container 17. The container 55 is open at one side of the container 55 as a whole, but the open part is coupled to the cap 23, and as a result, the inner space is sealed to the outside.

아울러 상기 캡(23)에 대해 콘테이너(55)를 나사 결합할 수 도 있지만 경우에 따라 완전히 용접시킬 수 도 있다. 하지만 캐미칼하이드라이드 수용액(27)의 보충을 위해서는 분리 가능한 나사 결합이 바람직하다. 이는 상기 하우징(21)에 대한 캡(23)의 결합도 마찬가지이다.In addition, the container 55 may be screwed to the cap 23, but may be completely welded in some cases. However, for replenishment of the aqueous chemical hydride solution 27, detachable screw coupling is preferred. The same is true of the coupling of the cap 23 to the housing 21.

상기 제 1다공콘테이너(13)는 다수의 관통구멍(13a)을 갖는 일정두께의 용기이다. 상기 관통구멍(13a)은 캐미칼하이드라이드 수용액(27)으로부터 발생한 수소가스를 외부로 배출하기 위하여 마련한 수소가스의 통로이다. 상기 제 1다공콘테이너(13)는 합성수지나 금속류로 제작할 수 있으며, 일정한 용적을 제공할 수 있는 한 다른 재질로 제작할 수 도 있다.The first porous container 13 is a container having a predetermined thickness having a plurality of through holes 13a. The through hole 13a is a passage of hydrogen gas provided to discharge hydrogen gas generated from the chemical hydride aqueous solution 27 to the outside. The first porous container 13 may be made of synthetic resin or metals, or may be made of another material as long as it can provide a constant volume.

상기 기액분리막(15)은 기체는 통과시키고 액체는 통과시키지 않는 공지의 멤브레인(membrane)이다. 상기 기액분리막(15)은 제 1다공콘테이너(13)내에 수용되어 있는 캐미칼하이드라이드 수용액을 콘테이너(55) 내부에 가둔 채 수용액(27)으로부터 발생한 수소가스만 배출시켜 수소가스가 수소이동통로(31)에 모이도록 한다.The gas-liquid separation membrane 15 is a known membrane that allows gas to pass but liquid does not pass through. The gas-liquid separation membrane 15 discharges only the hydrogen gas generated from the aqueous solution 27 while confining the aqueous solution of chemical hydride contained in the first porous container 13 in the container 55 so that the hydrogen gas passes through the hydrogen transfer passage ( 31).

상기 기액분리막(15)은 테프론계열의 고어텍스(GORETEX)나 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌) 또는 PVDF(폴리비닐디플루오라이드)나 PFA(테드라 플루오르에틸렌-페르플루오트 알킬비닐에테르 공중합체) 또는 폴리설폰 계열의 폴리머 및 이들의 혼합물로 제작할 수 있다.The gas-liquid separation membrane 15 is a Teflon-based Goretex (GORETEX) or PTFE (polytetrafluoroethylene) or PVDF (polyvinyldifluoride) or PFA (tedra fluoroethylene- perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) or It can be produced from a polysulfone-based polymer and mixtures thereof.

상기 기액분리막(15)의 외측면을 커버하는 제 2다공콘테이너(17)는 기액분리막(15)을 제 1다공콘테이너(13)측으로 밀착 지지한다. 상기 제 2다공콘테이너(17)에는 제 1다공콘테이너(13)와 마찬가지로 다수의 관통구멍(17a)을 갖는다. 상기 관통구멍(17a)은 기액분리막(15)을 통과한 수소가스를 통과시키는 구멍이다. 특히 상기 제 2다공콘테이너(17)는 하우징(21)의 내벽면에 대해 이격되어 내벽면과의 사이에 수소이동통로(31)를 제공한다. The second porous container 17 covering the outer surface of the gas-liquid separation membrane 15 closely supports the gas-liquid separation membrane 15 toward the first porous container 13 side. Like the first porous container 13, the second porous container 17 has a plurality of through holes 17a. The through hole 17a is a hole through which hydrogen gas passed through the gas-liquid separation membrane 15 passes. In particular, the second porous container 17 is spaced apart from the inner wall surface of the housing 21 to provide a hydrogen flow passage 31 between the inner wall surface.

상기 수소이동통로(31)는 콘테이너(55)로부터 발생한 수소가스가 일단 모인 후 상기 게이트(29)측으로 유도하는 경로이다.The hydrogen movement passage 31 is a path leading to the gate 29 side after the hydrogen gas generated from the container 55 is collected.

한편, 상기 반응제어부(25)는, 상기 캡(23)의 중앙부를 관통하여 콘테이너(55)의 내부공간을 하우징(21) 외부로 연통시키는 고정케이싱(33)과, 상기 고정케이싱(33)의 내부에 설치되는 것으로 수소생성촉매(37)를 수용하고 화살표 a방향을 따라 이동하거나 반대방향으로 이동하여 원위치 하는 이동케이싱(35)과, 상기 이동케이싱(35)을 화살표 b방향으로 지지하는 지지수단을 포함하여 구성된다.On the other hand, the reaction control unit 25, the fixed casing 33 for communicating the inner space of the container 55 to the outside of the housing 21 through the central portion of the cap 23 and the fixed casing 33 It is installed therein to accommodate the hydrogen generating catalyst 37 and move along the arrow a direction or move in the opposite direction to the original moving casing 35 and the support means for supporting the moving casing 35 in the direction of the arrow b It is configured to include.

상기 반응제어부(25)는 도 3에 자세히 도시되어 있으므로 도 3을 통해 그 세부구성을 먼저 설명하기로 한다.Since the reaction control unit 25 is shown in detail in FIG. 3, its detailed configuration will be described first with reference to FIG. 3.

도 3에 도시한 바와같이, 상기 고정케이싱(33)은 내부공간(39)을 갖는 원통 형 부재로서 콘테이너(55)의 내부공간을 향하는 단부(이하, 선단부)는 직각으로 확장되어 지지면(33b)을 갖는다. 상기 지지면(33b)은 외부케이싱(33)의 길이방향에 대해 직각인 평면으로서 그 내부에 일정폭 및 깊이를 갖는 홈(49)이 형성되어 있다. 상기 홈(49)의 내부에는 패킹(49a)이 구비된다.As shown in FIG. 3, the fixed casing 33 is a cylindrical member having an inner space 39. An end portion (hereinafter, referred to as a front end portion) facing the inner space of the container 55 extends at a right angle to the support surface 33b. Has The support surface 33b is a plane perpendicular to the longitudinal direction of the outer casing 33 and has a groove 49 having a predetermined width and depth therein. A packing 49a is provided inside the groove 49.

또한 상기 고정케이싱(33)의 선단부에는 외부관통공(33a)이 형성되어 있다. 상기 외부관통공(33a)은 수용액(27)을 고정케이싱(33)의 중심축 방향으로 도입하는 구멍이다.In addition, an outer through hole 33a is formed at the front end of the fixed casing 33. The outer through hole 33a is a hole for introducing the aqueous solution 27 in the direction of the central axis of the fixed casing 33.

상기 이동케이싱(35)은 고정케이싱(33)의 선단부측 내부에 삽입 장착되며 콘테이너(55) 내부의 압력 증가에 따라 화살표 P방향으로 밀려 들어가거나 또는 스프링(43) 및 벨로우즈(41)의 탄성력에 힘입어 화살표 b방향으로 원위치된다.The movable casing 35 is inserted and mounted inside the front end side of the fixed casing 33 and is pushed in the direction of arrow P in accordance with the increase in pressure inside the container 55 or by the elastic force of the spring 43 and the bellows 41. It returns to the direction of arrow b by force.

기본적으로 상기 이동케이싱(35)의 외주면은 고정케이싱(33)의 내주면에 대해 면접하며 직선운동이 가이드된다. 상기 고정케이싱(33)의 내주면과 이동케이싱(35)의 외주면이 완전히 밀착하지 않으므로 그 틈새로 수용액이 침투할 수 는 있지만 침투한 수용액은 벨로우즈(41) 및 가스켓(51)에 의해 캡(도 1의 23) 외부로 유출될 염려가 없다.Basically, the outer circumferential surface of the movable casing 35 is interviewed with respect to the inner circumferential surface of the fixed casing 33 and linear movement is guided. Since the inner circumferential surface of the fixed casing 33 and the outer circumferential surface of the mobile casing 35 are not completely in contact with each other, the aqueous solution may penetrate through the gap, but the aqueous solution penetrates by the bellows 41 and the gasket 51 (FIG. 1). 23) There is no fear of outflow.

상기 이동케이싱(35)의 내부에는 수소생성촉매(37)가 내장되어 있다. 상기 수소생성촉매(37)은 캐미칼하이드라이드 수용액(27)과 접촉하여 수용액으로부터 수소가스를 발생시키는 공지의 물질이다.The hydrogen generating catalyst 37 is built in the mobile casing 35. The hydrogen generating catalyst 37 is a known substance that comes into contact with the aqueous chemical hydride solution 27 to generate hydrogen gas from the aqueous solution.

상기 수용액(27)이 이동케이싱(35) 내부로 흘러들어가 수소생성촉매(37)와 접촉할 수 있도록 이동케이싱(35)에는 내부관통공(35a)이 형성되어 있다. 상기 내부관통공(35a)은 이동케이싱(35)의 내부와 외부를 연결하는 통로이다. 상기 내부관통공(35a)은 이동케이싱(35)이 화살표 b방향으로 이동한 상태로 외부관통공(33a)을 통해 고정케이싱(33)의 외부로 개방된다.An inner through hole 35a is formed in the mobile casing 35 so that the aqueous solution 27 flows into the mobile casing 35 and comes into contact with the hydrogen generating catalyst 37. The inner through hole 35a is a passage connecting the inside and the outside of the mobile casing 35. The inner through hole 35a is opened to the outside of the fixed casing 33 through the outer through hole 33a while the moving casing 35 moves in the direction of the arrow b.

또한 상기 이동케이싱(35)에는 밀착면(35c)이 마련되어 있다. 상기 밀착면(35c)은 상기 지지면(33b)에 대향하는 대향면으로서 돌기(35b)가 일체로 형성되어 있다. 상기 돌기(35b)는 이동케이싱(35)이 화살표 a방향으로 이동하는 동안 홈(49) 내부로 삽입되어 도 2에 도시한 바와같이 홈(49) 내의 패킹(49a)에 완전히 밀착한다. In addition, the moving casing 35 is provided with a contact surface 35c. As for the contact surface 35c, the projection 35b is integrally formed as an opposing surface which opposes the said support surface 33b. The projection 35b is inserted into the groove 49 while the moving casing 35 moves in the direction of the arrow a and is completely in contact with the packing 49a in the groove 49 as shown in FIG.

이와같이 홈(49)의 내부에 돌기(35b)가 삽입되면 상기 이동케이싱(35)의 내부공간은 고정케이싱(33)의 외부에 대해 밀폐되고 이동케이싱(35)의 내부로부터 발생하는 수소가스는 이동케이싱(35)내에 갇혀 콘테이너(55)로 빠져나가지 못한다.As such, when the projection 35b is inserted into the groove 49, the inner space of the mobile casing 35 is sealed to the outside of the fixed casing 33, and the hydrogen gas generated from the inside of the mobile casing 35 moves. It is trapped in the casing 35 and cannot escape to the container 55.

한편, 상기 고정케이싱(33)의 후단부에는 가스켓(51)이 고정되어 있다. 상기 가스켓(51)과 고정케이싱(33)은 완전히 밀착시켜 틈새가 생기지 않도록 하여야 한다. 상기 가스켓(51)은 스텐레스 스틸로 제작함이 좋다.On the other hand, a gasket 51 is fixed to the rear end of the fixed casing 33. The gasket 51 and the fixed casing 33 should be completely in contact with each other so that a gap does not occur. The gasket 51 is preferably made of stainless steel.

상기 벨로우즈(41)는 공지의 것으로 그 일단부는 상기 이동케이싱(35)에 밀폐 고정되고 타단부는 상기 가스켓(51)에 결합한다. 상기 벨로우즈(41)의 양단부와 이동케이싱(35) 및 가스켓(51)의 결합부위는 완전히 밀폐되어 수용액(27)이 고정케이싱(33)과 이동케이싱(35)의 틈새로 스며든다 하더라도 벨로우즈(41)의 내부로는 흘러지 않는다.The bellows 41 is known, and one end thereof is hermetically fixed to the movable casing 35 and the other end thereof is coupled to the gasket 51. Both ends of the bellows 41 and the coupling portion of the mobile casing 35 and the gasket 51 are completely sealed so that the bellows 41 may be infiltrated into the gap between the fixed casing 33 and the mobile casing 35. It does not flow inside of.

상기 벨로우즈(41)는 탄성을 갖는 고무계열의 물질이나 테프론계열, 플라스틱계열, 금속계열 및 이들을 조합하여 제작할 수 있으며 벨로우즈(41) 자체의 탄성에 의해 수축하거나 이완한다. 상기 고무계열로는 클로로프렌고무, 실리콘고무, 아크릴고무, 부틸고무, 플루오르고무, 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무, 천연고무, 스티렌-부티렌 고무, 부타디엔고무, 에틸렌-프로필렌고무 등을 예로 들 수 있다. 또한 테프론계열로는 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌), PVDF(폴리불화비닐라덴), PFA(테드라 플루오르에틸렌-페르플루오트 알킬비닐에테르 공중합체), FEP(테드라 플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체), ETFE(에틸렌테트라플루오로에틸렌), CTFE(클로로트리플루오로에틸렌), PVF(폴리비닐플루오링)를 사용할 수 있다.The bellows 41 may be manufactured by combining a rubber-based material having elasticity, Teflon-based, plastic-based, metal-based, or a combination thereof, and contract or relax by the elasticity of the bellows 41 itself. Examples of the rubber series include chloroprene rubber, silicone rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluoro rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, natural rubber, styrene-butylene rubber, butadiene rubber, and ethylene-propylene rubber. In addition, Teflon series includes PTFE (polytetrafluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), PFA (tetra fluoroethylene- perfluoro alkyl vinyl ether copolymer), FEP (tetra fluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer) ), ETFE (ethylenetetrafluoroethylene), CTFE (chlorotrifluoroethylene), PVF (polyvinyl fluorine) can be used.

상기 벨로우즈(41)는 이동케이싱(35)이 도 3의 상태가 되도록 화살표 b방향의 지지력을 제공한다. 예컨대 이동케이싱(35)에 가해지는 압력(P)에 의해 이동케이싱(35)이 화살표 a방향으로 밀려 들어간 상태에서 압력(P)이 제거될 경우 이동케이싱(35)을 화살표 b방향으로 원위치 시키는 것이다.The bellows 41 provides the bearing force in the direction of the arrow b so that the movable casing 35 is in the state of FIG. For example, when the pressure P is removed while the moving casing 35 is pushed in the direction of arrow a by the pressure P applied to the moving casing 35, the moving casing 35 is returned to its original position in the direction of arrow b. .

한편 상기 고정케이싱(33)의 후단부에는 캡(45)이 결합한다. 상기 캡(45)은 그 중앙부에 공기구멍(47)을 가지며 고정케이싱(33)에 대해 나사 결합한다. 경우에 따라 상기 캡(45)을 고정케이싱(33)에 대해 용접으로 완전히 결합시킬 수 도 있다. Meanwhile, the cap 45 is coupled to the rear end of the fixed casing 33. The cap 45 has an air hole 47 in its center and is screwed against the fixed casing 33. In some cases, the cap 45 may be completely coupled to the fixed casing 33 by welding.

상기 캡(45)에 형성된 공기구멍(47)은 벨로우즈(41)의 내부공간을 외부로 개방하는 구멍이다. 즉, 이동케이싱(35)이 왕복운동 할 때 공기가 드나드는 구멍이다. 특히 캡(45)에 공기구멍(47)이 형성되어 있으므로 벨로우즈 내부의 압력은 항상 대기압으로 유지된다.The air hole 47 formed in the cap 45 is a hole for opening the inner space of the bellows 41 to the outside. That is, when the moving casing 35 reciprocates, air is introduced into and out of the hole. In particular, since the air hole 47 is formed in the cap 45, the pressure inside the bellows is always maintained at atmospheric pressure.

도면부호 53은 패킹이다.Reference numeral 53 is a packing.

다시 도 1 및 도 2로 돌아와서 수소발생장치의 전체적인 동작을 설명하기로 한다.1 and 2 again, the overall operation of the hydrogen generator will be described.

도 1을 참조하면, 이동케이싱(35)이 고정케이싱(33)내에서 화살표 b방향으로 최대로 이동한 상태를 유지하고 있다. 이는 상기한 스프링(43) 및 벨로우즈(41)가 제공하는 탄성력과 수용액(27)내의 정압(靜壓)이 평형을 이룬 상태이다. Referring to Fig. 1, the movable casing 35 is kept in a state in which the movable casing 35 is moved to the maximum in the arrow b direction in the fixed casing 33. This is a state where the elastic force provided by the spring 43 and the bellows 41 and the static pressure in the aqueous solution 27 are in equilibrium.

여하튼 힘의 평형을 이루어 대기하고 있는 이동케이싱(35)의 내부공간은 내부관통공(35a)과 외부관통공(33a)을 통해 열려 있다.Anyway, the inner space of the mobile casing 35 waiting for the balance of power is opened through the inner through hole 35a and the outer through hole 33a.

이와 같이 이동케이싱(35)의 내부가 개방된 상태로 위치하는 동안 캐미칼하이드라이드 수용액(27)은 상기 외부관통공(33a) 및 내부관통공(35a)을 통과하여 이동케이싱(35) 내부의 수소생성촉매(37)에 접하고 화학반응하여 수소가스를 발생한다. As described above, while the inside of the mobile casing 35 is opened, the chemical hydride aqueous solution 27 passes through the outer through hole 33a and the inner through hole 35a and moves inside the mobile casing 35. In contact with the hydrogen generating catalyst 37 and chemically reacted to generate hydrogen gas.

상기 이동케이싱(35)의 내부로부터 발생하는 수소가스는 상기 콘테이너(55)의 기액분리막(15)을 통하여 수소이동통로(31)에 모인다. 이 때 상기 게이트(29)는 밸브(61)로 차단되어 수소이동통로(31)의 내부에는 소정압력의 수소가스가 모인다.Hydrogen gas generated from the inside of the mobile casing 35 is collected in the hydrogen flow passage 31 through the gas-liquid separation membrane 15 of the container 55. At this time, the gate 29 is blocked by the valve 61, the hydrogen gas of the predetermined pressure is collected in the hydrogen passage (31).

상기 수소생성촉매(37)에 의해 발생한 수소가스가 수소이동통로(31)를 점차 채움에 따라 수소이동통로(31)의 압력은 차츰 증가하고, 증가된 압력은 콘테이너(55)의 벽면을 통해 콘테이너(55) 내부의 압력을 증가시킨다. As the hydrogen gas generated by the hydrogen generation catalyst 37 gradually fills the hydrogen movement passage 31, the pressure of the hydrogen movement passage 31 gradually increases, and the increased pressure is increased through the wall surface of the container 55. (55) Increase the pressure inside.

이와같이 콘테이너(55) 내부로 압력이 미침에 따라 이동케이싱(35)에 가해지는 수용액의 정압(靜壓)이 증가하고 이동케이싱(35)은 도 2에 도시한 바와같이 밀려 고정케이싱(33)의 내부로 서서히 이동하게 된다.As such, the positive pressure of the aqueous solution applied to the mobile casing 35 increases as the pressure in the container 55 increases, and the mobile casing 35 is pushed as shown in FIG. 2 to the fixed casing 33. It will slowly move inside.

도 2를 참조하면, 이동케이싱(35)의 외향면에 가해지는 화살표 P방향의 압력에 의해 이동케이싱(35)이 고정케이싱(33)의 내부로 완전히 삽입되어 있다. 상기 이동케이싱(35)의 이동거리나 이동속도는 수소이동통로(31) 내부의 압력에 비례한다. 그러나 수소이동통로(31) 내의 압력이 일순간 갑자기 증가하는 것이 아니라 서서히 증가하는 것이므로 이동케이싱(35)의 이동은 서서히 이루어진다.Referring to FIG. 2, the moving casing 35 is completely inserted into the fixed casing 33 by the pressure in the arrow P direction applied to the outward surface of the moving casing 35. The moving distance or moving speed of the moving casing 35 is proportional to the pressure inside the hydrogen moving passage 31. However, since the pressure in the hydrogen movement passage 31 increases gradually rather than suddenly, the movement of the moving casing 35 is made slowly.

아무튼 도 2에 도시한 바와같이 이동케이싱(35)이 고정케이싱(33)의 내부로 완전히 이동함에 따라 홈(49)의 내부에 돌기(35b)가 삽입되고 이동케이싱(35)의 내부공간이 외부에 대해 밀폐된다. 상기 내부관통공(35a)이 밀폐되면 이동케이싱(35) 내부로부터 발생하는 수소가스가 수용액(27) 내로 빠져나가지 못하게 됨은 상기와 같다. Anyway, as the moving casing 35 completely moves into the inside of the fixed casing 33 as shown in FIG. 2, the protrusion 35b is inserted into the groove 49, and the inner space of the moving casing 35 is external. Is sealed against. When the inner through-hole 35a is sealed, the hydrogen gas generated from the inside of the mobile casing 35 may not escape into the aqueous solution 27 as described above.

상기 이동케이싱(35)이 밀폐된 동안 게이트(29)를 개방하여 외부의 수요처로 수소가스를 공급한다. 게이트(29)를 통해 수소가스가 빠져나가면 수소이동통로(31)내부의 압력이 감소하고 이에 따라 콘테이너(55) 내부의 압력도 떨어진다. 콘테이너(55) 내부의 압력이 강하하면 이동케이싱(35)에 가해지던 힘도 점차 약해지고 이동케이싱(35)은 대기압과 벨로우즈(41) 및 스프링(43)의 탄성 복원력에 의해 반대방향으로 이동한다. 그 동안 상기 공기구멍(47)의 내부로 공기가 삽입됨은 물론이다. While the movable casing 35 is closed, the gate 29 is opened to supply hydrogen gas to an external demand destination. When the hydrogen gas escapes through the gate 29, the pressure inside the hydrogen passage 31 decreases, and thus the pressure inside the container 55 also drops. When the pressure in the container 55 drops, the force applied to the moving casing 35 gradually decreases, and the moving casing 35 moves in the opposite direction due to atmospheric pressure and elastic restoring force of the bellows 41 and the spring 43. In the meantime, air is inserted into the air hole 47.

이동케이싱(35)이 반대방향으로 이동하는 동안 상기 홈(49)으로부터 돌기(35b)가 빠져나가고 이동케이싱(35)의 내부공간이 개방 된다.While the moving casing 35 moves in the opposite direction, the projection 35b is released from the groove 49 and the inner space of the moving casing 35 is opened.

이동케이싱(35)의 내부공간이 개방됨에 따라 수소생성촉매(37)와 수용액(27)간의 화학반응이 속개되고 수소가스가 다시 발생한다. 발생된 수소가스는 수소이동통로(31)를 채우며 콘테이터(55)의 내부 압력을 증가시켜 상기한 동작을 반복하도록 한다.As the inner space of the mobile casing 35 is opened, the chemical reaction between the hydrogen generating catalyst 37 and the aqueous solution 27 is continued and hydrogen gas is generated again. The generated hydrogen gas fills the hydrogen movement passage 31 and increases the internal pressure of the container 55 to repeat the above operation.

결국 본 실시예에 따른 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치(11)는, 수소가스를 발생하기 위한 별도의 동력이나 장치가 필요 없이 자동적으로 동작하는 것이며, 콘테이너(55) 내부의 압력이 높지 않아 안전하고 특히 캐미칼하이드라이드 수용액(27)이 콘테이너(55)내에 밀폐 수용되어 있고 제 1,2다공콘테이터(13,17)의 관통공(13a,17a)이 전체적으로 분포하므로 수소발생장치(11)의 설치 방위와 관계없이 정상 동작이 가능하다.As a result, the hydrogen generator 11 having the chemical hydride aqueous solution according to the present embodiment as a raw material is automatically operated without the need for a separate power or device for generating hydrogen gas, and the pressure inside the container 55. It is not high, so it is safe. Especially, the aqueous solution of chemical hydride 27 is contained in the container 55 in a sealed manner, and hydrogen is generated because the through holes 13a and 17a of the first and second porous containers 13 and 17 are distributed throughout. Normal operation is possible regardless of the installation orientation of the device 11.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible for a person with ordinary knowledge within the scope of the technical idea of this invention.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치는, 저압 콘테이너에 수용되어 있는 캐미칼하이드라이드 수용액으로부터 화학반응에 의해 수소가스가 발생하도록 하므로, 수소를 발생하기 위한 별도의 동력이 필요 없으며 콘테이너내의 압력이 대기압 정도이므로 위험하지 않다. 또한 그 구조가 간단하며 특히 휴대가 가능하여 수소연료 자동차에 충분히 탑재할 수 있고 캠코더나 노트북컴퓨터 또는 이동전화 등의 소형 전자제품에 들어가는 연료전지에 수소를 공급하는 공급장치로 사용할 수 있다. 아울러 수소 발생 속도가 자동적으로 조절되며 설치방위에 관계없이 동작하므로 사용이 편리하고 수소공급이 안정적이다. The hydrogen generating apparatus having the aqueous chemical hydride solution of the present invention as described above as a raw material allows hydrogen gas to be generated by a chemical reaction from the aqueous chemical hydride solution contained in a low pressure container. No power is required, and the pressure in the container is atmospheric, so it is not dangerous. In addition, its structure is simple and especially portable so that it can be fully loaded in a hydrogen fueled car and used as a supply device for supplying hydrogen to fuel cells in small electronic products such as camcorders, notebook computers or mobile phones. In addition, the rate of hydrogen generation is automatically adjusted and operates regardless of the installation direction, so it is convenient to use and the hydrogen supply is stable.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치의 전체적인 구성 및 동작을 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.1 and 2 are cross-sectional views for explaining the overall configuration and operation of the hydrogen generator having a chemical hydride aqueous solution as a raw material according to an embodiment of the present invention.

도 3은 상기 도 1의 반응제어부를 보다 자세히 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing in more detail the reaction control unit of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11:수소발생장치 13:제 1다공콘테이너11: Hydrogen generator 13: First porous container

13a:관통구멍 15:기액분리막13a: through hole 15: gas-liquid separation membrane

17:제 2다공콘테이너 17a:관통구멍17: 2nd porous container 17a: through hole

21:하우징 23:캡21: housing 23: cap

25:반응제어부 27:캐미칼하이드라이드 수용액25: reaction control unit 27: chemical hydride aqueous solution

29:게이트 31:수소이동통로29: Gate 31: Hydrogen transport passage

33:고정케이싱 33a:외부관통공33: fixed casing 33a: external through hole

33b:지지면 35:이동케이싱 33b: Ground 35: mobile casing

35a:내부관통공 35b:돌기35a: internal through hole 35b: protrusion

35c: 밀착면 37:수소생성촉매35c: adhesion surface 37: hydrogen generation catalyst

39:내부공간 41:벨로우즈39: inside space 41: bellows

43:스프링 45:캡43: Spring 45: Cap

47:공기구멍 49:홈The air hole 49: Home

49a:패킹 51:가스캣49a: Packing 51: Gascat

53:패킹 55:콘테이너53: packing 55: container

61:밸브61: valve

Claims (9)

캐미칼하이드라이드 수용액을 수용하며 수용액으로부터 발생하는 수소가스를 외부로 배출하는 콘테이너와;A container accommodating an aqueous chemical hydride solution and discharging hydrogen gas generated from the aqueous solution to the outside; 상기 콘테이너의 내부에 위치하며 상기 캐미칼하이드라이드 수용액과 접촉시 화학반응을 일으켜 수용액으로부터 수소가스를 발생하는 수소생성촉매와;A hydrogen generation catalyst located inside the container and generating a hydrogen gas from the aqueous solution by causing a chemical reaction upon contact with the aqueous chemical hydride solution; 상기 수소생성촉매를 그 내부에 수용하며 콘테이너 내부의 압력 증감에 따라 개방 또는 차단되어 수소발생을 제어하는 반응제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치.Receiving the hydrogen generating catalyst therein and the hydrogen generating device having a chemical hydride aqueous solution as a raw material comprising a reaction control unit for controlling the generation of hydrogen is opened or blocked in accordance with the pressure increase or decrease inside the container. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 콘테이너는;The container; 소정용적을 제공하며 다수의 관통구멍을 가지는 다공콘테이너와,A porous container having a predetermined volume and having a plurality of through holes, 상기 다공콘테이너에 밀착 설치되어 관통구멍을 차단하는 기액분리막을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치.Hydrogen generating device having a chemical hydride aqueous solution as a raw material characterized in that it comprises a gas-liquid separation membrane which is installed in close contact with the porous container to block the through hole. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 콘테이너의 외부에는 콘테이너를 밀폐 수용하며 콘테이너로부터 배출되는 수소가스를 모아 외부의 수요처로 공급하게 하는 하우징이 구비된 것을 특징으로 하는 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치.Hydrogen generating device having a chemical hydride aqueous solution as a raw material, characterized in that the housing is provided in the outside of the container to seal the container and collect the hydrogen gas discharged from the container to supply to the external demand destination. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 반응제어부는;The reaction control unit; 상기 하우징에 고정 설치되며 그 일부가 상기 콘테이너의 수용공간 내부로 연장된 고정케이싱과,A fixed casing fixedly installed in the housing and a part of which is fixed into the receiving space of the container; 상기 수소생성촉매를 수용한 상태로 고정케이싱의 내부에 이동 가능하게 장착되되 콘테이너 내부의 압력증감에 따라 고정케이싱에 대해 상대 이동하며 개폐되는 이동케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치.A chemical hydride aqueous solution comprising a mobile casing which is mounted to the inside of the fixed casing in a state in which the hydrogen generation catalyst is accommodated, the movable casing being opened and closed relative to the fixed casing according to the pressure increase in the container. Hydrogen generator as raw materials. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 외부케이싱에는 상기 캐미칼하이드라이드 수용액을 내부케이싱측으로 유도하는 외부관통공이 형성되어 있고,The outer casing is formed with an external through-hole for inducing the chemical hydride aqueous solution to the inner casing side, 상기 내부케이싱에는 상기 외부관통공을 통과한 캐미칼하이드라이드 수용액을 내부의 수소생성촉매 측으로 유도하는 내부관통공이 형성되며, The inner casing has an inner through hole which guides the aqueous solution of chemical hydride that has passed through the outer through hole to the hydrogen-producing catalyst. 상기 내부관통공은 콘테이너의 내부 압력이 증가하여 내부케이싱이 밀려 이동함에 따라 상기 외부 관통공으로부터 차단되는 것을 특징으로 하는 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치.The inner through hole is a hydrogen generating apparatus having a chemical hydride aqueous solution as a raw material, characterized in that the internal pressure of the container is increased to be blocked from the outer through hole as the inner casing is moved. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 외부케이싱의 내부에는 콘테이너 내부의 압력이 감소할 때 내부케이싱의 위치를 복원시켜 내부케이싱을 개방하는 탄성지지수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치.The inside of the outer casing hydrogen generating device having a chemical hydride aqueous solution as a raw material, characterized in that the elastic support means for restoring the position of the inner casing to open the inner casing further when the pressure inside the container is reduced. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 외부케이싱의 내부공간은 공기구멍을 통해 하우징 외부로 개방되고,The inner space of the outer casing is opened to the outside of the housing through the air hole, 상기 탄성지지수단은, 자체 탄성력으로 내부케이싱을 지지하되 그 일단이 내부케이싱에 고정되며 그 내부공간이 상기 공기구멍을 통해 외부로 개방되어 내부케이싱에 대기압력을 인가하는 벨로우즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치.The elastic support means includes a bellows for supporting the inner casing with its own elastic force, one end of which is fixed to the inner casing, and an inner space of which is opened to the outside through the air hole to apply atmospheric pressure to the inner casing. A hydrogen generating device having a chemical hydride aqueous solution as a raw material. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 탄성지지수단에는 내부케이싱을 벨로우즈의 지지방향으로 지지하는 스프링이 더 구비된 것을 특징으로 하는 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는 수소발생장치.The elastic support means is a hydrogen generating device having a chemical hydride aqueous solution as a raw material characterized in that the spring is further provided for supporting the inner casing in the support direction of the bellows. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 기액분리막은 테프론계열의 고어텍스(GORETEX)나 PTFE(폴리테트라플루오르에틸렌) 또는 PVDF(폴리비닐디플루오라이드)나 PFA(테드라 플루오르에틸렌-페르플루오트 알킬비닐에테르 공중합체) 또는 폴리설폰 계열의 폴리머 및 이들의 혼합물 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 캐미칼 하이드라이드 수용액을 원료로 갖는수소발생장치.The gas-liquid separation membrane is a Teflon-based Goretex (GORETEX) or PTFE (polytetrafluoroethylene) or PVDF (polyvinyldifluoride) or PFA (tedra fluoroethylene- perfluoroalkyl vinyl ether copolymer) or polysulfone-based Hydrogen generator having as a raw material an aqueous solution of a chemical hydride, characterized in that any one of a polymer and a mixture thereof.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100670388B1 (en) * 2005-12-21 2007-01-17 한국생산기술연구원 A portable apparatus for generating hydrogen
KR100757273B1 (en) * 2006-03-27 2007-09-10 (주)오선텍 A self control type hydrogen cartridge
KR100828704B1 (en) * 2006-01-24 2008-05-09 삼성엔지니어링 주식회사 Thermal siphon reactor and a hydrogen generator having the same
KR100916898B1 (en) * 2007-09-21 2009-09-09 삼성에스디아이 주식회사 Hydrogen Generating Device and Feul Cell System comprising it
US8318366B2 (en) 2007-10-31 2012-11-27 Samsung Sdi Co., Ltd. Hydrogen generator and fuel cell using the same

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7517396B2 (en) * 2006-02-06 2009-04-14 Gm Global Technology Operations, Inc. Apparatus for optimal adsorption and desorption of gases utilizing highly porous gas storage materials
DE102006020394B4 (en) * 2006-04-28 2010-07-22 Daimler Ag Hydrogen storage and method for filling a hydrogen storage
US9850585B1 (en) 2007-08-09 2017-12-26 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Enhancing electrochemical methods for producing and regenerating alane by using electrochemical catalytic additive
US8470156B2 (en) 2007-08-09 2013-06-25 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Electrochemical process and production of novel complex hydrides
MX2009009172A (en) * 2009-08-27 2011-02-28 Guillermo Garza Milling Periodically operating liquid dosing appliance with a high level of reliability.
JP5920823B2 (en) * 2012-03-28 2016-05-18 日立造船株式会社 Continuous hydrogen production method
US9325030B2 (en) 2012-09-28 2016-04-26 Savannah River Nuclear Solutions, Llc High energy density battery based on complex hydrides
US9466848B2 (en) 2013-11-14 2016-10-11 Honeywell International Inc. Power generator having hydrogen manifold
WO2017164812A1 (en) * 2016-03-22 2017-09-28 Nanyang Technological University Hydrogen generator

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6544400B2 (en) * 2000-03-30 2003-04-08 Manhattan Scientifics, Inc. Portable chemical hydrogen hydride system
CA2308514A1 (en) * 2000-05-12 2001-11-12 Mcgill University Method of hydrogen generation for fuel cell applications and a hydrogen-generating system
JP4752104B2 (en) * 2000-10-19 2011-08-17 トヨタ自動車株式会社 Hydrogen gas generation system
JP4792632B2 (en) * 2000-11-15 2011-10-12 トヨタ自動車株式会社 Hydrogen gas generator
US6946104B2 (en) * 2001-07-09 2005-09-20 Hydrogenics Corporation Chemical hydride hydrogen generation system and an energy system incorporating the same
US7393369B2 (en) * 2002-06-11 2008-07-01 Trulite, Inc. Apparatus, system, and method for generating hydrogen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100670388B1 (en) * 2005-12-21 2007-01-17 한국생산기술연구원 A portable apparatus for generating hydrogen
KR100828704B1 (en) * 2006-01-24 2008-05-09 삼성엔지니어링 주식회사 Thermal siphon reactor and a hydrogen generator having the same
KR100757273B1 (en) * 2006-03-27 2007-09-10 (주)오선텍 A self control type hydrogen cartridge
KR100916898B1 (en) * 2007-09-21 2009-09-09 삼성에스디아이 주식회사 Hydrogen Generating Device and Feul Cell System comprising it
US8318366B2 (en) 2007-10-31 2012-11-27 Samsung Sdi Co., Ltd. Hydrogen generator and fuel cell using the same

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