KR20100064633A - 전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터 - Google Patents
전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100064633A KR20100064633A KR1020080123154A KR20080123154A KR20100064633A KR 20100064633 A KR20100064633 A KR 20100064633A KR 1020080123154 A KR1020080123154 A KR 1020080123154A KR 20080123154 A KR20080123154 A KR 20080123154A KR 20100064633 A KR20100064633 A KR 20100064633A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- active material
- deionization
- double layer
- electric double
- Prior art date
Links
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims abstract description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 claims abstract description 4
- 239000008233 hard water Substances 0.000 claims description 20
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000000686 lactone group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 16
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 6
- 238000003795 desorption Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 30
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 21
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 13
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 11
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 11
- 239000008234 soft water Substances 0.000 description 10
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 7
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 7
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- KVBYPTUGEKVEIJ-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3-diol;formaldehyde Chemical compound O=C.OC1=CC=CC(O)=C1 KVBYPTUGEKVEIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001473 noxious effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
- C02F1/4691—Capacitive deionisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/4602—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods for prevention or elimination of deposits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
- C02F2001/46138—Electrodes comprising a substrate and a coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/02—Fluid flow conditions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터가 개시된다. 개시된 전기 흡착 탈이온화용 전극은 O/C 원자비가 0.1 내지 1이고 비표면적이 500 내지 3,000 m2/g인 활물질을 포함한다. 또한, 상기 전극을 구비하는 전기이중충 커패시터가 개시된다.
Description
전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터가 개시된다. 보다 상세하게는 O/C 원자비가 0.1 내지 1이고 비표면적이 500 내지 3,000 m2/g인 활물질을 포함하는 전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터가 개시된다.
CDI(Capacitive Deionization, 전기 흡착 탈이온화)는 나노 사이즈의 공극을 갖는 탄소전극에 전압을 인가하여 극성을 띠게함으로써 매질 중의 이온성 물질을 전극 표면에 흡착시켜 제거하는 기술이다. 또한, 상기 기술은 전극 재생을 위해서 전극에 역전압을 걸어 흡착된 이온성 물질을 탈착시킨 후 이를 물과 함께 외부로 배출시킨다. CDI는 재생시 화학약품을 필요로 하지 않으며, 이온교환수지와 고가의 필터 또는 멤브레인이 필요 없다는 장점이 있다. 또한 Ca2+, Mg2+ 등의 경도성분과 Cl- 등의 유해이온을 배출하지 않고 축전용량을 개선시키는 잇점을 갖는다.
CDI에 있어서 탄소전극 사이로 용존 이온을 함유하는 매질(즉, 전해질)이 흐를 경우 낮은 전위차의 직류 전원을 인가하게 되면 용존 이온 중에서 음이온 성분은 양극에, 양이온 성분은 음극에 흡착되어 농축되며, 직류 전원의 인가를 중단하게 되면 농축된 이온들이 전극으로부터 탈착된다.
여기서, 탄소전극은 전극 저항이 낮고 비표면적이 넓어야 하는 요구를 충족하여야 하므로, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 활성탄을 바인딩하여 탄소전극을 제조하거나, 레조르시놀포름알데하이드(resorcinol formaldehyde) 수지를 탄화시킨 후 복잡한 건조공정을 거쳐 판상의 탄소전극을 제조하기도 한다.
상용 CDI용 전극으로는 PTFE로 활성탄을 바인딩하여 시트상으로 제조한 전극이 주로 사용되고 있다. 활성탄은 비표면적이 넓고 공극이 발달되어 있어서, CDI용 전극에 활물질로 사용할 경우 처리용량이 높은 잇점이 있다. 그러나, 이와 같은 활성탄을 활물질로 사용할 경우에는, 충방전 사이클이 반복됨에 따라 처리용량이 급격히 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 구현예는 O/C 원자비(atomic ratio)가 0.1 내지 1이고 비표면적이 500 내지 3,000 m2/g인 활물질을 포함하는 전기 흡착 탈이온화용 전극을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 전극을 구비하는 전기 흡착 탈이온화 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 전극을 구비하는 전기이중층 커패시터를 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
O/C 원자비가 0.1 내지 1이고 비표면적이 500 내지 3,000 m2/g인 활물질을 포함하는 전기 흡착 탈이온화용 전극을 제공한다.
구체적으로, 상기 활물질은 페놀기, 페녹시기, 락톤기(COO), 카르복실기(COOH), 카보네이트기(OCOO) 및 카르보닐기(C=O) 중 적어도 1종 이상의 산소를 포함하는 관능기를 포함 수 있다.
상기 활물질은 카본블랙을 포함할 수 있다.
상기 카본블랙은 케첸블랙을 포함할 수 있다.
상기 전기 흡착 탈이온화용 전극은 70~98중량%의 활물질을 포함할 수 있다.
상기 전기 흡착 탈이온화용 전극은 경수(hard water)를 포함하는 매질에서 사용될 경우 CaSO4를 포함하는 스케일을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
상기 전극을 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은,
O/C 원자비가 0.1 내지 1이고 비표면적이 500 내지 3,000 m2/g인 활물질을 포함하는 전기이중층 커패시터용 전극을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은,
상기 전극을 구비하는 전기이중층 커패시터를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, O/C 원자비가 0.1 내지 1이고 비표면적이 500 내지 3,000 m2/g인 활물질을 포함함으로써 수명 특성이 개선된 전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치가 제공될 수 있다.
이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온화 장치와 전기이중층 커패시터에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 전극(도 2~도 4의 100)은 활물질층을 포함한다.
상기 활물질층은 활물질 및 바인더를 포함하며, 도전제를 추가로 포함할 수 있다. 또한 이러한 활물질층은 단독으로 형성될 수도 있고 지지체(미도시) 상에 형성될 수도 있다.
상기 지지체는 카본 페이퍼(carbon paper), 카본 펠트(carbon felt), 카본 클로스(carbon cloth), 금속 폼(metal foam), 금속 페이퍼(metal paper), 금속 펠트(metal felt) 및 금속 클로스(metal cloth)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 활물질은 O/C 원자비가 0.1 내지 1이고 비표면적이 500 내지 3,000 m2/g이다. 여기서, O 및 C는 각각 활물질에 존재하는 산소 및 탄소의 총함량을 의미한다.
상기 활물질의 O/C 원자비와 비표면적이 상기 범위 이내일 경우 상기 전극을 포함하는 전기 흡착 탈이온 장치(도 2의 10 또는 도 3의 20)의 수명 특성이 개선될 수 있는데, 이에 관하여는 후술하기로 한다.
상기 활물질은 페놀기, 페녹시기, 락톤기(COO), 카르복실기(COOH), 카보네이트기(OCOO) 및 카르보닐기(C=O) 중 적어도 1종 이상의 산소를 포함하는 관능기를 포함할 수 있다.
상기 활물질은 카본블랙을 포함할 수 있다. 상기 카본블랙은 예를 들어 케첸블랙(ketjen black)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 활물질로는 O/C 원자비가 0.1 내지 1이고 비표면적이 500 내지 3,000 m2/g인 다른 다양한 활물질이 사용될 수 있다.
상기 활물질의 함량은 전극(100) 총 중량의 70~98중량%일 수 있다. 상기 함량이 70중량% 미만이면 전극의 용량이 저하되는 문제가 있고, 98중량%를 초과하면 활물질 간의 결합력이 떨어져 전기전도도가 감소할뿐만 아니라 전극 안정성도 저하되게 된다.
상기 바인더는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등을 포함할 수 있다
상기 도전제는 카본블랙, VGCF(Vapor Growth Carbon Fiber), 흑연 및 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
도 1은 상기 전극을 구비하는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기 흡착 탈이온 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1의 전기 흡착 탈이온 장치는 사형 연수기(Serpentine type water softener)이다.
이하, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재 또는 동일한 부재의 부분을 가리킨다.
도 1을 참조하면, 본 구현예에 따른 전기 흡착 탈이온 장치(10)는 전극(100), 집전체(200) 및 세퍼레이터(300)를 구비한다. 전극(100)은 집전체(200)의 일면 또는 양면에 배치되며, 이러한 전극(100)-집전체(200) 결합체는 세퍼레이터(300)를 사이에 두고 복수층으로 적층되어 스택을 형성한다. 전극(100)이 배치되어 있지 않은 집전체(200)의 일단부 또는 타단부에는 홀(200a)이 형성되어 있다. 유입구(11)를 통해 상기 스택에 유입된 경수는 전극(100) 사이의 유로 및 홀(200a)을 통해 사형(또는 지그재그형)으로 흐른다. 상기 스택을 통과하면서 경수가 연화 되어 연수로 변화되며, 생성된 연수는 유출구(12)를 통해 외부로 배출된다.
집전체(200)는 충전시(즉, 경수의 연화시) 전극(100)에 전하를 공급하고 방전시(즉, 전극 재생시) 전극(100)에 축적된 전하를 방출하는 통로로서 전원 공급장치(PS)와 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 집전체(200)는 예를 들어 카본 판, 카본 페이퍼, 금속판, 금속 메쉬, 금속 폼 중에서 선택된 하나의 형태를 가질 수 있으며, 알루미늄, 니켈, 구리, 티탄, 스테인레스, 철 등의 재질로 형성될 수 있다.
세퍼레이터(300)는 상하로 적층된 복수개의 전극들(100) 사이에 유로를 확보하고 아울러 전극들(100) 및 집전체들(200) 간의 전기적 접촉을 차단하는 역할을 수행하는 것으로, 예를 들어 아크릴계 섬유, 폴리에틸렌막 및/또는 폴리프로필렌막을 포함할 수 있다.
이하, 상기와 같은 구성을 갖는 전기 흡착 탈이온 장치(10)의 작용 및 효과에 관하여 상세히 설명한다.
먼저, 경수의 연화 과정(이를 충전 과정이라고도 함)은 다음과 같이 진행된다.
전원공급장치(PS)에 의해 전극(100)에 직류 전압이 인가된 상태에서 유입구(11)를 통해 경수가 장치(10)의 스택에 유입된다. 이때, 전원 공급장치(PS)의 (+)극과 전기적으로 연결된 전극(100)은 (+)로 분극되고, 전원 공급장치(PS)의 (-)극과 전기적으로 연결된 전극(100)은 (-)로 분극된다. 도 2를 참조하면, 세퍼레이터(300)를 사이에 두고 (+)로 분극되는 전극(100)과 (-)로 분극되는 전극(100)이 서로 마주보도록 배치되어 있다. 따라서, 유입된 경수에 포함된 경수성분(Ca2+, Mg2+) 등의 양이온은 (-)로 분극된 전극(100)에 흡착되고 유해이온(Cl-) 등의 음이온은 (+)로 분극된 전극(100)에 흡착된다. 처리시간이 경과함에 따라 경수에 용존되어 있던 양이온 또는 음이온은 전극(100)에 흡착되어 계속 축적되게 된다. 따라서, 스택을 통과한 경수는 연화되어 연수로 변화되며, 아울러 경수 중에 포함되어 있던 유해이온도 제거된다. 그러나, 처리시간이 더욱 경과함에 따라 전극(100)에 포함된 활물질의 표면은 흡착된 양이온 또는 음이온으로 덮여 경수의 연화 효율이 점차 떨어지게 된다. 이러한 경수의 연화 효율은 유출구(12)로 유출되는 연수의 이온전도도를 시간별로 측정함으로써 확인할 수 있다. 즉, 배출된 연수의 이온전도도가 낮으면 경수에 포함되어 있던 양이온 및 음이온의 제거량이 많아 연화 효율이 높은 것이며, 반대로 배출된 연수의 이온전도도가 높으면 경수에 포함되어 있던 양이온 및 음이온의 제거량이 적어 연화 효율이 낮은 것이다.
배출된 연수의 이온전도도가 소정치 이상으로 증가할 경우에는 전극(100)을 재생시켜야 한다. 즉, 장치(10)에 전원 공급을 중단하고 장치(10)를 전기적으로 쇼트시켜 방전하게 되면 전극(100)은 극성을 잃게 되어 전극(100)의 활물질에 흡착되어 있던 이온들이 탈착하게 된다. 따라서, 전극(100)의 활물질은 다시 활성 표면을 회복하게 된다. 그러나 이 경우, 활물질의 표면에 흡착되었던 이온들이 전부 탈착하지는 않는데, 이는 흡착된 이온, 특히 경수성분 등의 양이온(Ca2+, Mg2+)이 다른 음이온들과 반응하여 스케일을 형성하기 때문이다. 본 구현예에서, 상기 스케일은 주로 CaSO4 형태인 것으로 밝혀졌다. CaSO4는 침상 구조(dentrite structure)를 가지므로 활물질의 표면을 잠식하는 비율이 낮고 경수의 활물질에 대한 접근성을 개선할 수 있어서, 충방전 사이클이 반복되더라도 활물질의 활성 표면의 면적이 줄어드는 속도를 늦춰 결국 전극(100)의 수명 특성을 개선할 수 있다. 이에 관하여는 후술하기로 한다.
도 2는 상기 전극을 구비하는 본 발명의 다른 구현예에 따른 전기 흡착 탈이온 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2의 전기 흡착 탈이온 장치는 관통형 연수기(flow-through type water softener)이다.
도 2를 참조하면, 본 구현예에 따른 전기 흡착 탈이온 장치(20)는 전극(100), 집전체(200) 및 세퍼레이터(300)를 구비한다. 전극(100)은 집전체(200)의 양면에 배치되며, 이러한 전극(100)-집전체(200) 결합체는 세퍼레이터(300)를 사이에 두고 복수층으로 적층되어 스택을 형성한다. 한편, 전극(100)은 집전체(200)의 일면에만 배치될 수도 있다.
도 2의 장치(20)가 도 1의 장치(10)와 다른 점은 경수의 유로가 사형이 아닌 관통형으로 형성되어 있다는 것이다. 또한, 상기와 같이 각기 다른 형태의 유로를 형성하기 위해 두 장치(10, 20)에서 각 구성요소의 배치 구조가 상이함은 물론이다.
장치(20)에 포함된 각 구성요소의 구체적인 구성, 재질 및 역할과, 장치(20)의 작용 및 효과는 도 1의 장치(10)에 대하여 설명한 것과 대동소이하므로 여기에 서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 3은 상기 전극을 구비하는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기이중층 커패시터를 개략적으로 도시한 단면도이다. 전기이중층 커패시터는 주로 전기 저장용으로 사용된다.
도 3을 참조하면, 본 구현예에 따른 전기이중층 커패시터(30)는 전극(100), 집전체(200), 세퍼레이터(300) 및 가스켓(400)을 구비한다.
구체적으로, 전기이중층 커패시터(30)는 세퍼레이터(300), 이 세퍼레이터(300)를 사이에 두고 서로 마주보며 이격되게 배치되어 있는 집전체(200), 상기 각 집전체(200)의 세퍼레이터(300)쪽에 있는 면에 배치된 한 쌍의 전극(100), 각 전극(100)과 세퍼레이터(300) 사이에 형성된 공간에 충전된 전해질 및 상기 공간의 양 측면을 밀봉하여 전해질의 외부 유출을 방지하는 가스켓(400)을 구비한다.
상기 전해질은 염이 용해되어 있는 수용액계 전해질을 포함할 수 있으며, 예를 들어 염화나트륨 수용액, 황산마그네슘 수용액, 황산칼슘 수용액 및 이들 중 2 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
이하, 상기와 같은 구성을 갖는 전기이중층 커패시터(30)의 작용 및 효과에 관하여 상세히 설명한다.
먼저, 한 쌍의 전극(100)에 직류 전압을 걸어주면 (+)로 분극된 전극(100)에는 전해질 중의 음이온이, (-)로 분극된 전극(100)에는 전해질 중의 양이온이 정전기적으로 유도되어 각 전극(100)의 활물질에 흡착함으로써 전극(100)과 전해질의 계면에 전기이중층이 형성되게 된다(이를 충전이라고 함). 충전이 완료되면 전기이 중층 커패시터(30)에는 더 이상의 전류가 흐르지 않게 된다. 충전 완료 후 전극들(100)에 부하(미도시)를 포함하는 회로(미도시)가 형성되면 전기이중층의 전기에너지가 점차 소모되게 된다(이를 방전이라고 함).
방전시 전극(100)은 점차 극성을 잃게 되어 전극(100)의 활물질에 흡착되어 있던 이온들이 탈착하게 된다. 따라서, 전극(100)의 활물질은 다시 활성 표면을 회복하게 된다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하지만, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1: 전극 및 셀의 제조
1) 5중량%의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 현탁액(suspension)의 준비
60중량%의 PTFE 수현탁액에 프로필렌 글리콜을 부가하여 5중량%의 PTFE 현탁액을 제조하였다.
2) 전극의 제조
교반 용기에 활물질로서 케첸블랙(미쯔비시社의 EC300J)을 넣은 후, 상기 과정에 따라 얻은 PTFE 현탁액을 PTFE의 함량이 5중량%가 되도록 첨가한 다음 반죽한 후, 프레싱하여 전극을 얻었다.
3) 건조
상기 결과물을 오븐에서 80℃로 2시간, 120℃로 1시간 및 200℃로 1시간 건조하여 전극을 완성하였다.
4) 셀의 제조
① 상기 과정에 따라 건조된 전극을 면적 10cmx10cm (100㎠)의 크기로 잘라 2매를 준비하고 무게를 측정하였다.
② 전극 2매를 증류수에 넣고 진공 함침시켰다.
③ 집전체(그래파이트 호일) → ②의 전극 중 1매 → 세퍼레이터(아크릴계 섬유: 아사이社 제조) → ②의 전극 중 나머지 1매 → 집전체(그래파이트 호일) 순으로 적층하여 셀(cell)을 제조하였다.
④ 토크 렌치를 사용하여 셀에 가해지는 압력을 조절하였으며, 토크를 3N-m 토크(Torque)까지 증가시켜 셀을 조립하였다.
비교예 1
활물질로서 케첸블랙 1g 대신에 활성탄(관서열화학의 MSP-20) 0.9g을 사용하고 도전제로서 카본블랙(Super P) 0.1g을 추가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전극 및 셀을 제조하였다.
비교예 2
활물질로서 케첸블랙 1g 대신에 활성탄(오사까가스社의 PC) 0.9g을 사용하고 도전제로서 카본블랙(Super P) 0.1g을 추가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전극 및 셀을 제조하였다.
비교예 3
활물질로서 케첸 블랙 대신에 카본블랙(Cabot社의 Black Pearls 2000)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전극 및 셀을 제조하였다.
비교예 4
활물질로서 케첸 블랙 대신에 카본블랙(Cabot社의 Vulcan XC72)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전극 및 셀을 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 사용한 활물질의 물성을 정리하여 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
| 실시예 및 비교예 번호 | 활물질의 종류 | 비표면적 (m2/g) |
공극부피 (cm3/g) |
산소함량 (중량%) |
탄소함량 (중량%) |
O/C 원자비 |
| 실시예 1 | 케첸블랙 EC 300J | 800 | 1.15 | 0.77 | 99.23 | 0.78 |
| 비교예 1 | MSP-20 | 2200 | 0.96 | 5.78 | 94.22 | 6.13 |
| 비교예 2 | PC | 1800 | 1.04 | 4.49 | 95.51 | 4.70 |
| 비교예 3 | Black Pearls 2000 | 1500 | 4.50 | 1.32 | 98.68 | 1.34 |
| 비교예 4 | Vulcan XC72 | 250 | 0.63 | 0.90 | 99.10 | 1.2 |
상기 표 1에서 활물질의 비표면적과 공극부피는 BET(Micrometrics, Tristar3000)를 사용하여 측정하였다. 산소함량 및 탄소함량은 XPS(Physical Electronics, Quantom 2000)를 사용하여 측정하였다.
평가예
평가예 1: 셀 전극의 수명 특성 평가
실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조한 셀 각각을 하기 조건으로 운전하여, 충방전 사이클 수에 따른 충전효율, 방전효율 및 스케일 생성율을 측정하여 도 5 내지 도 7에 각각 그래프로 나타내었다.
① 셀의 운전은 상온에서, 전해액이 충분히 공급되는 상태에서 진행하였다.
② 전해액으로는 IEC 60734 기준 경수를 사용하였으며, 유속을 80 mL/min으로 조절하였다.
③ 정전압(3.5V)으로 10분간 충전한 다음, 전기적으로 쇼트시켜 15분간 방전하였다.
상기 충전효율은 하기 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.
[수학식 1]
충전효율(%) = (n-1번째 충방전후 n번째 충전시 충전면적)/(1번째 충전시 충전면적).
상기 식에서 n은 1 이상의 자연수이며, 상기 충전면적은 하기 수학식 2에 의해 계산되는 값으로서, 도 4에 표시되어 있다. 이러한 충전면적은 셀에 의한 전해액 중의 이온제거량과 비례한다.
[수학식 2]
충전면적 = (셀 통과전 측정한 전해액의 이온전도도 X 충전시간)-(시간에 따른 전해액의 이온전도도 곡선을 실제 충전시간 동안 적분한 값).
상기 방전효율은 하기 수학식 3에 의해 계산될 수 있다.
[수학식 3]
방전효율(%) = (n-1번째 충방전후 n번째 방전시 방전면적)/(n-1번째 충방전후 n번째 충전시 충전면적).
상기 식에서 n은 1 이상의 자연수이며, 상기 방전면적은 하기 수학식 4에 의해 계산되는 값으로서, 도 4에 표시되어 있다. 이러한 방전면적은 전극으로부터의 이온탈착율과 비례한다.
[수학식 4]
방전면적 = (시간에 따른 전해액의 이온전도도 곡선을 실제 방전시간 동안 적분한 값) - (셀 통과전 측정한 전해액의 이온전도도 X 방전시간).
상기 스케일 생성율은 하기 수학식 5에 의해 계산될 수 있다.
[수학식 5]
스케일 생성율(%) = 충전효율(%) - 방전효율(%).
도 5 내지 도 7을 참조하면, 모든 실시예 및 비교예에 있어서 충방전 사이클 수가 증가함에 따라 충전효율, 방전효율 및 스케일 생성율이 대체적으로 감소하는 것으로 나타났다. 다만, 충방전 사이클 수가 증가함에 따라 실시예 1의 경우가 비교예 1~4의 경우에 비해 충전효율이 감소하는 속도가 느려 수명 특성이 개선된 것으로 나타났다. 이러한 수명 특성 결과의 원인을 보다 명확하게 규명하기 위해, 하기와 같이 XRD 및 EDS를 사용하여 전극에 형성된 스케일의 종류를 분석하고, SEM을 이용하여 스케일의 형상을 조사하였다.
평가예 2: 셀 전극에 형성된 스케일의 종류 분석
XRD(Rigaku의 RINT2501V) 및 SEM/EDS(Hitachi의 S4500)를 사용하여 5회 충방전 조작을 실행한 후 전극에 형성된 스케일을 분석한 결과, 실시예 1에서 생성된 스케일은 주로 CaSO4이고, 비교예 1~4에서 생성된 스케일은 모두 주로 CaCO3인 것으로 밝혀졌다. XRD와 EDS의 운전 조건은 다음과 같았다.
XRD: 운전 온도 = 10~90℃, 스캔 속도(scan rate) = 1℃/min.
SEM/EDS: Au 코팅 후 관찰.
평가예 3: 셀 전극에 형성된 스케일의 형상 분석
5회 충방전 조작을 실행한 후 전극에 형성된 스케일을 SEM을 사용하여 촬영한 결과, 실시예 1에서 생성된 스케일(CaSO4)은 도 8b에 도시된 바와 같이 침상(dentrite) 구조를 갖는 것으로 나타났고, 비교예 1에서 생성된 스케일(CaCO3)은 도 9b에 도시된 바와 같이 활물질의 표면을 덮는 불규칙한 구조를 갖는 것으로 나타났다. 도 8a 및 도 9a는 각각 실시예 1 및 비교예 1에 있어서 충방전 처리전 전극의 표면(즉, 활물질의 표면)을 촬영한 SEM 사진이다.
상기 결과들을 모두 종합하여 보면, 실시예 1에서 제조한 셀은 침상 구조를 갖는 CaSO4를 주로 포함하는 스케일을 형성하기 때문에 상기 스케일에 의해 덮이는 전극의 표면적이 작아 스케일 생성율이 높음에도 불구하고 충전효율이 높은데 반하여, 비교예 1~4에서 제조한 셀은 불규칙한 구조를 갖는 CaCO3를 주로 포함하는 스케일을 형성하기 때문에 상기 스케일에 의해 덮이는 전극의 표면적이 매우 커 스케일 생성율이 낮음에도 불구하고 충전효율은 낮은 것으로 해석된다.
상기 실시예 1 및 비교예 1~4에서 제조한 셀의 수명 및 셀 전극에 형성된 스케일의 종류를 정리하여 하기 표 2에 나타내었다. 여기서, 셀의 수명이란 4회 충방전 후 5회 충전시 측정한 충전율을 의미한다.
[표 2]
| 구분 | 수명(%) | 스케일 |
| 실시예 1 | 77 | CaSO4 |
| 비교예 1 | 62 | CaCO3 |
| 비교예 2 | 66 | CaCO3 |
| 비교예 3 | 64 | CaCO3 |
| 비교예 4 | 72 | CaCO3 |
이상에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 전극을 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치의 일 구현예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 전극을 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치의 다른 구현예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 전극을 구비하는 전기이중층 커패시터의 일 구현예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 셀(활물질로서 활성탄을 사용) 운전시 처리시간에 따른 유출 전해액의 이온전도도 변화를 도시한 그래프로서 충전면적 및 방전면적의 정의를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 전극을 포함하는 단위셀을 이용하여 경수 연화를 수행할 경우 충방전 사이클 수에 따른 충전효율의 변화를 종래기술에 따른 전극을 포함하는 단위셀과 비교하여 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 전극을 포함하는 단위셀을 이용하여 경수 연화를 수행할 경우 충방전 사이클 수에 따른 방전효율의 변화를 종래기술에 따른 전극을 포함하는 단위셀과 비교하여 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 전극을 포함하는 단위셀을 이용하여 경수 연화를 수행할 경우 충방전 사이클 수에 따른 스케일 생성율의 변화를 종래기술에 따른 전극을 포함하는 단위셀과 비교하여 도시한 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 경수 연화에 사용되기 전과 후에 촬영한 본 발명의 일 구현예에 따른 전극의 SEM 사진이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 경수 연화에 사용되기 전과 후에 촬영한 종래기술에 따른 전극의 SEM 사진이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 사형 전기 흡착 탈이온 장치 20: 관통형 전기 흡착 탈이온 장치
30: 전기이중층 커패시터 100: 전극
110: 활물질층 200: 집전체
300: 세퍼레이터 400: 가스켓
Claims (9)
- O/C 원자비가 0.1 내지 1이고 비표면적이 500 내지 3,000 m2/g인 활물질을 포함하는 전기 흡착 탈이온화용 전극.
- 제1항에 있어서,상기 활물질은 페놀기, 페녹시기, 락톤기(COO), 카르복실기(COOH), 카보네이트기(OCOO) 및 카르보닐기(C=O) 중 적어도 1종 이상의 산소를 포함하는 관능기를 포함하는 전기 흡착 탈이온화용 전극.
- 제1항에 있어서,상기 활물질은 카본블랙을 포함하는 전기 흡착 탈이온화용 전극.
- 제3항에 있어서,상기 카본블랙은 케첸블랙을 포함하는 전기 흡착 탈이온화용 전극.
- 제1항에 있어서,70~98중량%의 활물질을 포함하는 전기 흡착 탈이온화용 전극.
- 제1항에 있어서,경수(dard water)를 포함하는 매질에서 사용될 경우 CaSO4를 포함하는 스케일을 형성하는 전기 흡착 탈이온화용 전극.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 전극을 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치.
- O/C 원자비가 0.1 내지 1이고 비표면적이 500 내지 3,000 m2/g인 활물질을 포함하는 전기이중층 커패시터용 전극.
- 제8항에 따른 전극을 구비하는 전기이중층 커패시터.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080123154A KR20100064633A (ko) | 2008-12-05 | 2008-12-05 | 전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터 |
| US12/533,674 US20100140096A1 (en) | 2008-12-05 | 2009-07-31 | Electrode for capacitive deionization, capacitive deionization device and electric double layer capacitor including the electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080123154A KR20100064633A (ko) | 2008-12-05 | 2008-12-05 | 전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100064633A true KR20100064633A (ko) | 2010-06-15 |
Family
ID=42229872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080123154A KR20100064633A (ko) | 2008-12-05 | 2008-12-05 | 전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100140096A1 (ko) |
| KR (1) | KR20100064633A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9771282B2 (en) | 2014-02-10 | 2017-09-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Composition for electrode of capacitive deionization apparatus, and electrode including same |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100229955A1 (en) | 2009-03-13 | 2010-09-16 | Douglas Bell | Increasing Fluidity of a Flowing Fluid |
| KR20110080393A (ko) * | 2010-01-05 | 2011-07-13 | 삼성전자주식회사 | 전기 흡착 탈이온 장치용 전극의 제조방법, 전기 흡착 탈이온 장치용 전극 및 상기 전극을 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치 |
| EP2696352B1 (en) * | 2011-04-07 | 2015-12-09 | Lg Chem, Ltd. | Silver paste composition for forming an electrode, and method for preparing same |
| US9040144B2 (en) * | 2012-09-04 | 2015-05-26 | National Tsing Hua University | Filtering film structure |
| US9488614B2 (en) | 2012-10-16 | 2016-11-08 | Abbott Laboratories | Localized desalting systems and methods |
| WO2015148981A1 (en) | 2014-03-28 | 2015-10-01 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Label free analyte detection by field effect transistors |
| US9758392B2 (en) * | 2015-11-24 | 2017-09-12 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Phased charging and discharging in capacitive desalination |
| CN107381740A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-11-24 | 合肥隆延科技有限公司 | 含酚废水处理剂 |
| IL257589A (en) * | 2018-02-18 | 2018-04-30 | Univ Bar Ilan | Method and device for electrochemical control of the acidity level (pH) |
| DE102018222263A1 (de) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Robert Bosch Gmbh | Wasserenthärtung |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5425858A (en) * | 1994-05-20 | 1995-06-20 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for capacitive deionization, electrochemical purification, and regeneration of electrodes |
| JPH10116755A (ja) * | 1996-10-11 | 1998-05-06 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 電気二重層キャパシタ用電極 |
| JPH10214625A (ja) * | 1997-01-29 | 1998-08-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウム二次電池用負極 |
| US6346187B1 (en) * | 1999-01-21 | 2002-02-12 | The Regents Of The University Of California | Alternating-polarity operation for complete regeneration of electrochemical deionization system |
| JP2004503456A (ja) * | 2000-05-24 | 2004-02-05 | ファインセル カンパニー リミテッド | 中孔質炭素材料、炭素／金属酸化物複合材料および該材料を用いる電気化学的キャパシタ |
| JP4762424B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2011-08-31 | 昭和電工株式会社 | 活性炭、その製造方法及び該活性炭を用いた電気二重層キャパシタ |
| KR100569188B1 (ko) * | 2004-01-16 | 2006-04-10 | 한국과학기술연구원 | 탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법 |
| EP1624472A3 (en) * | 2004-07-08 | 2011-03-16 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Porous Electrodes, Devices including the Porous Electrodes, and Methods for their Production |
| US7553341B2 (en) * | 2004-11-24 | 2009-06-30 | The Regents Of The University Of California | High power density supercapacitors with carbon nanotube electrodes |
| DE102007055283A1 (de) * | 2006-11-21 | 2008-05-29 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Elektrode für einen Kondensator und elektrischer Doppelschichtkondensator unter Verwendung derselben |
| US8257867B2 (en) * | 2008-07-28 | 2012-09-04 | Battelle Memorial Institute | Nanocomposite of graphene and metal oxide materials |
-
2008
- 2008-12-05 KR KR1020080123154A patent/KR20100064633A/ko not_active Application Discontinuation
-
2009
- 2009-07-31 US US12/533,674 patent/US20100140096A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9771282B2 (en) | 2014-02-10 | 2017-09-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Composition for electrode of capacitive deionization apparatus, and electrode including same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100140096A1 (en) | 2010-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20100064633A (ko) | 전기 흡착 탈이온화용 전극 및 이를 구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터 | |
| Wu et al. | Highly stable hybrid capacitive deionization with a MnO2 anode and a positively charged cathode | |
| KR101514393B1 (ko) | 일체화된 전기 흡착 탈이온화용 전극-집전체 시트, 및 이를구비하는 전기 흡착 탈이온 장치와 전기이중층 커패시터 | |
| Hu et al. | Preparation of a manganese dioxide/carbon fiber electrode for electrosorptive removal of copper ions from water | |
| Jo et al. | Fluorination effect of activated carbons on performance of asymmetric capacitive deionization | |
| US8192595B2 (en) | Transition metal/carbon nanotube composite and method of preparing the same | |
| KR102093443B1 (ko) | 전기 흡착 탈이온 장치 및 이를 사용한 유체 처리 방법 | |
| KR20110019573A (ko) | 전기 흡착 탈이온 장치 | |
| US9478364B2 (en) | Carbon-based electrodes containing molecular sieve | |
| WO2005096333A1 (ja) | メソポア炭素材を負極に用いた有機電解質キャパシタ | |
| KR20110080893A (ko) | 탈이온 장치 | |
| WO2007108524A1 (ja) | 電気二重層キャパシタ用電極および電気二重層キャパシタ | |
| KR20150057752A (ko) | 전기 흡착 탈이온 장치용 전극 조성물, 및 이를 포함하는 전기 흡착 탈이온 장치용 전극 | |
| KR20090085756A (ko) | 전극용 활성탄, 그의 제조방법 및 상기 활성탄을 포함하는연수기 | |
| Cao et al. | Electrodeposition cobalt sulfide nanosheet on laser-induced graphene as capacitive deionization electrodes for uranium adsorption | |
| Li et al. | The study of membrane capacitive deionization from charge efficiency | |
| KR101692387B1 (ko) | 전기적 단락에 의한 전극재생이 가능한 흐름전극장치와 이를 이용한 축전식 탈염장치 | |
| JP2014064030A (ja) | 電気化学キャパシタ | |
| Bilal et al. | Enhancing Supercapacitive Swing Adsorption of CO2 with Advanced Activated Carbon Electrodes | |
| KR101963964B1 (ko) | 축전식 탈염 전극의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 축전식 탈염 전극 | |
| KR20190033508A (ko) | 축전식 탈염 전극의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 축전식 탈염 전극 | |
| WO2013146044A1 (ja) | 電気二重層キャパシタ用の分極性電極 | |
| CN106830223B (zh) | 一种活性炭电极及其制备方法和应用 | |
| KR101343334B1 (ko) | 패턴화 된 채널이 형성된 활성탄 전극을 갖는 축전 탈이온화용 전기화학셀 및 이의 제조방법 | |
| Dykstra | Desalination with porous electrodes: mechanisms of ion transport and adsorption |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |