KR20170036832A - Solid salt reverse electrodialysis device - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a reverse electrodialysis device and, more specifically, to a solid salt reverse electrodialysis device including solid salts. According to an embodiment of the present invention, the solid salt reverse electrodialysis device comprises: an anode and a cathode facing each other; a cell stack made of a cation exchange film and an anion exchange film which are installed between the anode and the cathode by turns and in which a solid salt channel and a solution channel are alternately formed; and an oxidation channel and a reduction channel respectively formed between terminals of the anode, the cathode and the cell stack. The solid salt is included in at least any one of the oxidation channel, the reduction channel and the solid salt channel.

Description

고체염 역전기투석 장치 {SOLID SALT REVERSE ELECTRODIALYSIS DEVICE} [0001] SOLID SALT REVERSE ELECTRODIALYSIS DEVICE [0002]

본 발명은 역전기투석(Reverse Electrodialysis, 이하 RED) 장치에 관한 것으로, 특히 고체염 RED 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a reverse electrodialysis (RED) device, and more particularly to a solid salt RED device.

RED는 전기를 이용해 용액상의 이온을 제거하는 전기투석의 원리를 역으로 이용하여 전기를 생산하는 기술이다. RED 장치는 동작을 위해서 고농도의 이온이 포함된 매체를 필요로 한다. 고농도의 이온이 포함된 매체로는 해수 혹은 고농도 염을 포함하는 인위적 용액이 사용되고 있다. RED is a technology that uses electricity to reverse the principle of electrodialysis to remove ions in solution using electricity. The RED device requires a medium containing a high concentration of ions for operation. As a medium containing a high concentration of ions, an artificial solution containing seawater or a high concentration salt is used.

RED를 이용하여 발전을 할 경우, 대량의 고농도 용액(해수)과 담수를 사용하기 때문에 이를 위한 취수시설, 전처리 시설, 보관시설(용액 보관 탱크) 등 인프라 구축이 선결되어야 하며, 많은 투자비용이 필요하다. 또한, 기존 RED는 각 셀에 고농도 용액(해수)와 담수를 번갈아 공급하기 때문에 이를 위한 펌프, 유량계, 전도도계, 압력계 등이 각각 필요하며, RED 셀의 구조 또한 복잡한 형태를 하고 있다. 따라서, 기존 RED 장치는 설치규모가 클 수 밖에 없는 단점을 가지고 있으며, 소형 또는 휴대형 발전장치를 만드는데 한계성을 가지고 있다. In case of power generation using RED, a large amount of high concentration solution (seawater) and fresh water is used. Therefore, infrastructure such as water intake facility, pretreatment facility, and storage facility (solution storage tank) Do. In addition, since the conventional RED alternately supplies high-concentration solution (seawater) and fresh water to each cell, a pump, a flow meter, a conduction meter, and a pressure gauge are required for each of them, and the structure of the RED cell is also complicated. Therefore, the conventional RED device has a disadvantage that the scale of installation is large, and it has a limitation in making a small or portable power generation device.

캠핑 등 다양한 아웃도어 활동, 군인들의 야외 훈련이나 조난 사고 발생시와 같이 비상용 전력이 필요한 경우가 점차 증가하면서 소형으로 휴대가 가능하면서 발전 효율이 높은 발전 장치에 대한 요구가 증대하고 있다. There are increasing demands for emergency power such as various outdoor activities such as camping, outdoor training of soldiers or occurrence of a distress accident. Therefore, there is a growing demand for a power generating device that can be compactly portable and has high power generation efficiency.

따라서, 본 발명이 해결하고 하는 과제는 취수 시설, 전처리 시설, 보관 시설 등 복잡한 인프라 구조가 필요 없고, 펌프, 유량계, 전도계, 압력계 등의 복잡한 조절 장치의 생략이 가능하여 소형화 및 휴대가 가능한 고체염 RED 장치를 제공하고자 하는 것이다. Therefore, the problem to be solved by the present invention is that a complicated infrastructure such as a water intake facility, a pretreatment facility, and a storage facility is not required and a complicated control device such as a pump, a flow meter, a conduction meter and a pressure gauge can be omitted, To provide a salt RED device.

본 발명의 한 실시예에 따른 고체염 RED 장치는 서로 마주보는 애노드와 캐소드, 상기 애노드와 캐소드 사이에 교대로 설치되어 고체염 채널과 용액 채널을 번갈아 형성하는 양이온 교환막과 음이온 교환막으로 이루어진 셀 스택 및 상기 애노드 및 캐소드와 상기 셀 스택의 말단의 사이에 각각 형성된 산화채널 및 환원 채널을 포함하고, 상기 산화 채널 및 환원 채널과 고체염 채널 중 적어도 어느 하나에 고체염을 포함할 수 있다. The solid salt RED apparatus according to an embodiment of the present invention includes a cathode stack having a cathode and an anode opposing to each other, a cell stack consisting of a cation exchange membrane and an anion exchange membrane alternately formed between the anode and the cathode to form a solid salt channel and a solution channel, And an oxidation channel and a reduction channel formed between the anode and the cathode and the end of the cell stack, respectively, and may include a solid salt in at least one of the oxidation channel and the reduction channel and the solid salt channel.

상기 고체염의 표면은 다공성 물질로 코팅될 수 있다. The surface of the solid salt may be coated with a porous material.

상기 용액 채널과 상기 고체염 채널에 스페이서가 설치되고 상기 고체염 채널에 설치된 스페이서에 상기 고체염이 제공될 수 있다. A spacer may be provided in the solution channel and the solid salt channel and the solid salt may be provided in a spacer provided in the solid salt channel.

상기 고체염은 상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막 중 적어도 어느 하나에 제공될 수 있다. The solid salt may be provided in at least one of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.

상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막은 표면에 층상의 유로 채널이 형성되고 상기 고체염은 상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막의 상기 유로 채널에 제공될 수 있다. The cation exchange membrane and the anion exchange membrane may have a layered channel channel formed on the surface thereof and the solid salt may be provided in the channel channel of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.

상기 산화 채널과 환원 채널에 전극 스페이서가 설치되고, 상기 전극 스페이서에 상기 고체염이 제공될 수 있다. An electrode spacer may be provided in the oxidation channel and the reduction channel, and the solid salt may be provided in the electrode spacer.

상기 고체염은 상기 애노드와 캐소드 표면에 제공될 수 있다. The solid salt may be provided on the anode and the cathode surface.

상기 용액 채널에 공급되는 용액은 상기 고체염보다 염 농도가 낮은 저염 또는 무염 용액일 수 있다. The solution supplied to the solution channel may be a low salt or a salt-free solution having a lower salt concentration than the solid salt.

상기 고체염은 일가의 양이온과 일가의 음이온을 생성할 수 있는 고체염일 수 있다. The solid salt may be a solid salt capable of forming a monovalent cation with a monovalent cation.

상기 애노드와 캐소드는 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. The anode and the cathode may be made of different materials.

상기 셀 스택 또는 단위 셀은 카트리지 형태로 제공될 수 있다. The cell stack or unit cell may be provided in the form of a cartridge.

본 발명의 실시예들에 따르면 고농도의 이온용액, 예컨대 해수의 공급을 필요로 하지 않으므로 취수시설, 전처리 시설, 보관시설(용액 보관 탱크) 등 주변 장치를 최소화할 수 있으며, 펌프, 유량계, 전도계, 압력계 등의 복잡한 조절 장치의 생략이 가능하여 작고 휴대하기가 간편해진다. According to the embodiments of the present invention, it is possible to minimize peripheral devices such as a water intake facility, a pretreatment facility, and a storage facility (solution storage tank) since it is not necessary to supply a high concentration of ionic solution such as seawater. , A pressure gauge and the like can be omitted, which makes it small and easy to carry.

또한 발전을 위해서 다른 부가 요소를 필요로 하지 않고 용액을 고체염이 없는 통로에 흘려주기만 하면 단시간 내에 발전을 할 수 있는 편리성 또한 제공할 수 있다. In addition, it is also possible to provide the convenience of power generation in a short time if the solution is poured into the passage without the solid salt without requiring additional components for the power generation.

본 발명의 실시예들에 따른 고체염 RED는 고농도의 고체염을 사용하기 때문에 고출력 발생이 가능할 수 있다. Since the solid salt RED according to the embodiments of the present invention uses a solid salt having a high concentration, a high output can be generated.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 고체염 RED 장치의 개략도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체염 RED 장치의 개략도이고,
도 3 내지 도 6은 고체염이 코팅, 증착, 흡착된 이온교환막을 포함하는 고체염 RED 장치의 개략도이고,
도 7은 산화 채널과 환원채널에 고체염을 포함하는 고체염 RED 장치의 개략도이고,
도 8은 고체염을 달리하고 셀의 개수를 달리하면서 측정한 출력 밀도와 종래의 해수를 사용하는 경우의 출력 밀도를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 1 is a schematic view of a solid salt RED apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a schematic view of a solid salt RED apparatus according to another embodiment of the present invention,
Figures 3 to 6 are schematic views of solid salt RED devices comprising a solid salt coated, deposited, and adsorbed ion exchange membrane,
7 is a schematic view of a solid salt RED apparatus comprising solid salts in oxidation channels and reduction channels,
8 is a graph showing the results of measuring the power density measured with different solid salts and different numbers of cells and the output density when using conventional seawater.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명의 한 실시예에 따른 고체염 RED 장치(100)를 도 1을 참조하여 설명한다. A solid salt RED apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.

고체염 RED 장치(100)은 서로 마주보는 애노드(110)와 캐소드(120) 사이에 교대로 설치되어 고체염 채널(130)과 용액 채널(140)을 번갈아 형성하는 양이온 교환막(150)과 음이온 교환막(160)으로 이루어진 셀 스택을 포함한다. 셀 스택의 일측 말단의 교환막(150)과 애노드(110) 사이에는 산화 채널(170)이 셀 스택의 타측 말단의 교환막(150)과 캐소드(120) 사이에는 환원 채널(180)이 형성된다. 도 1에서는 셀이 두 개의 단위 셀(원형 표시)로 이루어진 경우를 예시하고 있으나 실제 구현되는 고체염 RED 장치는 원하는 발전 출력 및 휴대성을 함께 고려하여 셀의 수를 다양하게 변경할 수 있다. The solid salt RED device 100 includes a cation exchange membrane 150 alternately disposed between the anode 110 and the cathode 120 facing each other and alternately forming the solid salt channel 130 and the solution channel 140, (160). A reduction channel 180 is formed between the exchange membrane 150 at one end of the cell stack and the anode 110 and between the exchange membrane 150 and the cathode 120 at the other end of the cell stack. Although FIG. 1 illustrates the case where the cell is composed of two unit cells (circular display), the solid salt RED device actually implemented can vary the number of cells in consideration of desired power generation output and portability.

산화 채널(170)에는 산화 반응을 하여 전자를 공급하는 애노드 용액(anolyte)(170A)을 환원 채널(180)에는 환원 반응을 하여 전자를 받는 캐소드 용액(catholyte)(180A)을 포함할 수 있다. 애노드 용액(170A)과 캐소드 용액(180A)이 순환을 할 경우에는 애노드 용액(170A)과 캐소드 용액(180A)을 동일한 물질을 사용한다. 그러나, 비순환형으로 구성할 경우에는 애노드 용액(170A)은 산화 반응이 잘 일어나는 물질로 캐소드 용액(180A)은 환원 반응이 잘 일어나는 물질로 각각 다른 물질을 사용할 수도 있다. The oxidation channel 170 may include a catholyte 180A that receives an electron by performing an oxidation reaction on the anode channel 170A and an oxidation reaction to supply electrons to the reduction channel 180. [ When the anode solution 170A and the cathode solution 180A circulate, the same material is used for the anode solution 170A and the cathode solution 180A. However, in the case of the non-circulating type, the anode solution 170A is a material that can be easily oxidized, and the cathode solution 180A is a material in which a reduction reaction is likely to occur.

고체염 채널(130)에는 양이온(C+)과 음이온(A-)을 생성할 수 있는 압축된 고체염(140A)이 삽입된다. 용액 채널(140)에는 고체염(140A)보다 염 농도가 낮은 저염 또는 무염 용액이 공급되어 고체염(140A)과 저염 또는 무염 용액 사이의 화학적 포텐셜이 생기도록 한다. 저염 또는 무염 용액이 양이온 교환막(150)과 음이온 교환막(160)을 통해 흘러서 고체염(140A)으로 전달되면 고체염(140A)이 양이온(C+)과 음이온(A-)으로 해리되고 해리된 양이온(C+)과 음이온(A-)은 각각 양이온교환막(150)과 음이온교환막(160)을 통해 용액 채널(140)로 이동한다. 그 결과 용액 채널(140)을 통해 배출되는 배출액의 염 농도는 처음 공급되는 저염 또는 무염 용액보다 염 농도가 높고, 고체염 채널(140)을 통해 배출되는 배출액의 염농도는 고체염(140A)의 원 염 농도보다 낮다. The solid salt channel 130 is inserted with a compressed solid salt 140A capable of generating a cation (C + ) and an anion (A - ). The solution channel 140 is supplied with a low salt or non-salt solution having a salt concentration lower than that of the solid salt 140A, so that the chemical potential between the solid salt 140A and the low salt or non-salt solution is generated. When the low-salt or salt-free solution is flowed through the cation exchange membrane 150 and anion exchange membrane 160 is transferred to the solid salt (140A) solid salt (140A) a cation (C +) and negative (A -) is dissociated into a dissociated cation (C + ) and the anion (A - ) move to the solution channel 140 through the cation exchange membrane 150 and the anion exchange membrane 160, respectively. As a result, the salt concentration of the discharged liquid discharged through the solution channel 140 is higher than that of the initially supplied low salt or non-salt solution, and the salt concentration of the discharged liquid discharged through the solid salt channel 140 is higher than that of the solid salt 140A. Of the original salt concentration.

화학적 포텐셜에 의해 양이온(C+)과 음이온(A-)이 각 양이온교환막(150)과 음이온교환막(160)을 통해 이동하면 각 양이온교환막(150)과 음이온교환막(160)에 전압이 생성되며, 이와 같이 생성된 전압에 기인한 전기적 포텐셜로 인해 산화 채널(170) 내에서의 산화 반응과 환원 채널(180) 내에서의 환원 반응에 의해 전자의 흐름이 발생하여 전기가 발생한다. When the cation (C + ) and the anion (A - ) move through the cation exchange membrane 150 and the anion exchange membrane 160 by the chemical potential, a voltage is generated in each of the cation exchange membrane 150 and the anion exchange membrane 160, Electrons are generated by the oxidation reaction in the oxidation channel 170 and the reduction reaction in the reduction channel 180 due to the electric potential due to the generated voltage, and electricity is generated.

고체염(140A)은 양이온(C+)과 음이온(A-)을 생성할 수 있는 고체염이라면 어느 고체염이라도 사용가능하다. 다만 종래의 양이온교환막(150)과 음이온교환막(160)이 일가의 양이온(C+)과 음이온(A-)의 교환에 선택적으로 최적화된 제품이 많으므로 일가의 양이온(C+)과 음이온(A-)을 생성할 수 있는 고체염이 바람직할 수 있다. The solid salt (140A) can be any solid salt as long as it is a solid salt capable of generating cation (C + ) and anion (A - ). However, since many conventional cation exchange membranes 150 and anion exchange membranes 160 are selectively optimized for the exchange of monovalent cations (C + ) and anions (A - ), the number of monovalent cations (C + ) and anions - ) < / RTI > may be preferred.

고체염(140A)의 염 농도가 워낙 높기 때문에 종래의 해수를 사용하던 RED에 비해 고출력 발전이 가능하다. 또한, 고체염(140A)의 염 농도가 워낙 높기 때문에 채널(140)에 공급하는 저염 용액은 선택의 폭이 넓다. 예를 들면, 종래의 염수(또는 해수)와 담수를 공급하던 RED에 사용되던 담수를 그대로 적용해도 되고, 종래의 담수보다 염 농도가 더 높더라도 고체염(140A)보다 농도가 낮아서 충분한 화학적 포텐셜만 제공할 수 있다면 어떠한 용액이라도 사용 가능하기 때문에 야외의 응급 상황에서도 쉽게 발전을 할 수 있다. 일반적으로 '염수(해수)'란 염 농도가 35,000 mg/L 이상을 가지는 용액을 지칭하며 '담수'란 염 농도가 0~1,000 mg/L 를 가지는 용액을 지칭한다. Since the salt concentration of the solid salt (140A) is so high, it is possible to generate high output power as compared with the RED using conventional seawater. In addition, since the salt concentration of the solid salt 140A is so high, the low salt solution supplied to the channel 140 has a wide range of choices. For example, the fresh water used for the conventional RED (or sea water) and RED that supplied the fresh water may be applied as it is, and even if the salt concentration is higher than that of the conventional fresh water, the concentration is lower than that of the solid salt (140A) Since any solution can be used if it can be provided, it can be easily developed even in emergency situations in the field. Generally, 'salt water' refers to a solution having a salt concentration of 35,000 mg / L or more, and 'fresh water' refers to a solution having a salt concentration of 0 to 1,000 mg / L.

염 농도가 0 인 순수보다는 소량의 염을 포함하는 용액을 사용하는 것이 삼투압에 의해 이온의 흐름이 방해되는 것을 감소시켜 출력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다. Using a solution containing a small amount of salt rather than pure water with a salt concentration of 0 may help to improve the output by reducing the interruption of the flow of ions by osmotic pressure.

한편, 용액의 유속을 조정함으로써 고체염(140A)이 녹는 속도를 조절할 수 있다. 따라서, 용액의 유속을 조정함으로써 발전량의 제어가 가능할 수 있다. On the other hand, the rate at which the solid salt 140A is dissolved can be controlled by adjusting the flow rate of the solution. Therefore, the power generation amount can be controlled by adjusting the flow rate of the solution.

또한, 고체염(140A)의 표면을 다공성 물질로 코팅하여 사용함으로써 고체염(140A)의 용해 속도를 조절할 수 있다. 특히 염 농도가 증가하면 이온교환막(150, 160)이 오염되거나 부식될 수 있으므로 다공성 코팅 물질은 내오염성 또는 내부식성이 높은 물질이 적합하다. 예를 들면 다공성 코팅 물질로는 다공성 탄소계 물질(amorphous carbon, grapheme 등), 전도성 폴리머 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전도성 폴리머의 경우에는 고체염(140A)의 전기저항을 줄여주는 효과가 있다. In addition, the dissolution rate of the solid salt 140A can be controlled by coating the surface of the solid salt 140A with a porous material. Particularly, when the salt concentration is increased, the ion exchange membranes 150 and 160 may be contaminated or corroded, so that the porous coating material is preferably a material having high stain resistance or high corrosion resistance. For example, the porous coating material may include, but is not limited to, amorphous carbon, grapheme, and conductive polymer. In the case of the conductive polymer, the electrical resistance of the solid salt (140A) is reduced.

애노드(110)와 캐소드(120)는 애노드 용액(anolyte)(170A)과 캐소드 용액(catholyte)(180A)에 대해 내부식성을 가지는 물질로 이루어질 수 있다. 애노드(110)와 캐소드(120)는 상이한 재질 또는 동일한 재질로 형성될 수 있다. The anode 110 and the cathode 120 may be made of a material having corrosion resistance against the anode 170A and the cathode 180A. The anode 110 and the cathode 120 may be formed of different materials or the same material.

단기간 또는 일회용으로 사용하는 RED 일 경우에는 애노드(110)와 캐소드(120)는 각각의 산환 환원 반응을 최적화할 수 있는 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 애노드(110)는 이리듐(Ir)으로 캐소드는 루테늄(Ru)으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the case of a RED used for a short term or a disposable use, the anode 110 and the cathode 120 may be made of different materials capable of optimizing respective oxirane reduction reactions. For example, the anode 110 may be made of iridium (Ir) and the cathode may be made of ruthenium (Ru), but the present invention is not limited thereto.

RED가 수차례에 걸쳐서 사용하도록 제조된 경우에는 애노드(110)와 캐소드(120)가 동일한 재질로 형성되는 것이 운전시 극성 변화가 일어나더라도 성능이 그대로 유지되도록 할 수 있다. 예를 들면 애노드(110)와 캐소드(120)는 티타늄(Ti) 베이스 위에 백금족 촉매 물질(Pt, Ir, Ru, Pd 등)이 코팅된 전극으로 이루어질 수 있다. When the RED is manufactured to be used several times, the anode 110 and the cathode 120 are formed of the same material so that the performance can be maintained even if the polarity change occurs during operation. For example, the anode 110 and the cathode 120 may be formed of an electrode coated with a platinum group catalyst material (Pt, Ir, Ru, Pd or the like) on a titanium (Ti) base.

한편, 애노드(110)와 캐소드(120)는 다공성 물질로 형성되어 비표면적을 넓혀 주어서 많은 반응 사이트를 제공하는 것이 바람직하다. 또한 내부식성을 향상시키고 용량을 향상시킬 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 애노드(110)와 캐소드(120)는 금속 지지체 위에 다공성 구조 물질층, 예를 들면 카본 클로스(carbon cloth), 카본 펠트(carbon felt) 등이 형성된 용량성 전극으로 이루어질 수 있다. 금속 지지체는 Ti, Nb, Ta 메쉬 일 수 있다. Meanwhile, it is preferable that the anode 110 and the cathode 120 are formed of a porous material to increase the specific surface area to provide a large number of reaction sites. And may be made of a material capable of improving corrosion resistance and improving capacity. For example, the anode 110 and the cathode 120 may be formed of a capacitive electrode having a layer of a porous structure material, for example, a carbon cloth, a carbon felt, or the like formed on a metal support. The metal support may be Ti, Nb, Ta mesh.

애노드 용액(170A)과 캐소드 용액(180A)은 고체염과 동일한 물질의 용액 또는 산화환원쌍(Redox couple)을 이루는 물질이 사용될 수 있다. As the anode solution 170A and the cathode solution 180A, a solution of the same substance as the solid salt or a material forming a redox couple may be used.

산화환원쌍은 Fe(CN) 6 3- / Fe(CN) 6 4-, Fe2 + / Fe3 + 착화물 중 어느 하나일 수 있으며, 황산 나트륨을 더 포함할 수 있다. 애노드 용액(170A)과 캐소드 용액(180A)은 침전 문제가 있는 다가이온(Al3+, Mg2+ 등)을 포함하지 않는 것이 좋다. The redox pair may be any one of Fe (CN) 6 3- / Fe (CN) 6 4- , Fe 2 + / Fe 3 + complex, and may further include sodium sulfate. It is preferable that the anode solution 170A and the cathode solution 180A do not contain a multivalent ion (Al 3+ , Mg 2+, etc.) having a problem of precipitation.

애노드 용액(170A)과 캐소드 용액(180A)는 순환형 또는 비순환형으로 구성될 수 있다. 애노드 용액(170A)과 캐소드 용액(180A)을 순환형으로 구성할 경우 용액의 순환을 위한 펌프 등이 필요하여 휴대용에는 적합하지 않을 수 있다. 따라서 애노드 용액(170A)과 캐소드 용액(180A)을 비순환형으로 구성할 수 있다. The anode solution 170A and the cathode solution 180A may be configured to be of a circulating type or a non-circulating type. When the anode solution 170A and the cathode solution 180A are configured in a circulating manner, a pump or the like for circulating the solution may be required, which may not be suitable for portable use. Therefore, the anode solution 170A and the cathode solution 180A can be formed in a non-circulating manner.

양이온교환막(150)과 음이온교환막(160)은 저항(Resistance)과 두께는 낮추고 투과도(permselectivity)는 높일 수 있는 물질 또는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.The cation exchange membrane 150 and the anion exchange membrane 160 are preferably made of a material or structure capable of reducing resistance and thickness and increasing permselectivity.

한편, 용액 채널(140)에는 스페이서(190)가 삽입될수 있다. 스페이서는 양이온교환막(150)과 음이온교환막(160) 사이의 간격을 일정하게 기계적으로 유지하도록 하고 공급되는 용액의 난류 등을 일으켜 채널(140) 전 영역에 걸쳐 용액이 잘 공급되도록 하기 위해 삽입될 수 있다. 따라서 스페이서(190)는 기공율이 큰 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 스페이서(190)는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어진 망체로 구성될 수 있다. Meanwhile, the spacer 190 may be inserted into the solution channel 140. The spacers may be inserted to mechanically maintain the spacing between the cation exchange membrane 150 and the anion exchange membrane 160 constant and to cause turbulent flow of the solution to be supplied, have. Therefore, it is preferable that the spacer 190 has a large porosity. For example, the spacer 190 may be composed of a mesh of polypropylene or polyethylene.

고체염 채널(130)에는 압축된 고체염(140A)이 삽입되므로 스페이서의 설치가 생략될 수 있다. Since the compressed solid salt 140A is inserted into the solid salt channel 130, the installation of the spacers can be omitted.

또한, 필요에 따라서는 산화채널(170) 및 환원채널(180)에도 전극 스페이서(미도시)가 설치될 수 있다. 전극 스페이서가 삽입됨으로써 전기저항을 높일 수 있기 때문에 전극 스페이서는 전기전도도가 좋은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 전극 스페이서에는 Pt 등의 금속이 코팅되어 전기전도도가 향상될 수 있다. Also, an electrode spacer (not shown) may be provided in the oxidation channel 170 and the reduction channel 180 as needed. Since the electrode spacer can be inserted to increase the electrical resistance, the electrode spacer can be formed of a material having good electrical conductivity. For example, a metal such as Pt may be coated on the electrode spacer to improve the electric conductivity.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체염 RED 장치(200)의 일부를 나타내는 개략도이다. 2 is a schematic diagram illustrating a portion of a solid salt RED device 200 according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 고체염 유로(130)에 고체염이 제공된 스페이서(220)가 설치된다는 점에서 도 1에 예시되어 있는 고체염 RED 장치(100)와 차이가 있다. 이하 본 발명의 실시예들에서 고체염이 제공된다는 것은 고체염이 대상물에 충진, 코팅, 부착, 압축, 흡착 등이 된 경우를 모두 포괄하는 의미로 사용한다. According to another embodiment of the present invention, there is a difference from the solid salt RED apparatus 100 illustrated in FIG. 1 in that a spacer 220 provided with a solid salt in the solid salt passage 130 is provided. Hereinafter, the solid salt is used in the embodiments of the present invention to cover all cases where the solid salt is filled, coated, adhered, compressed, adsorbed, or the like on the object.

도 1과 같이 고체염 유로(130)에 고체염(140A)만을 삽입할 경우, 발전이 장시간 진행될 경우 고체염(140A)이 녹아 나와 양이온교환막(150)과 음이온교환막(160) 사이의 간격이 일정하게 유지되지 않을 수 있다. 따라서 셀 스택의 형태를 유지하기 위해서는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 망체 형태에 고체염이 충진, 코팅 또는 압축된 스페이서(220)를 적용할 수 있다. When the solid salt 140A is inserted into the solid salt channel 130 as shown in FIG. 1, the solid salt 140A dissolves when the power generation is prolonged for a long period of time and the interval between the cation exchange membrane 150 and the anion exchange membrane 160 is constant It may not be maintained. Therefore, in order to maintain the shape of the cell stack, a solid salt-filled, coated or compressed spacer 220 may be applied to the net form as shown in FIG.

즉, 도 1에 예시된 RED 장치(100)는 일회성 또는 단시간 발전용인 경우에 적용 가능한 실시예이고, 도 2에 예시된 RED 장치(200)는 여러 번 또는 장시간 발전용인 경우에 적용 가능한 실시예이다. That is, the RED device 100 illustrated in FIG. 1 is an embodiment applicable to one-time or short-time power generation, and the RED device 200 illustrated in FIG. 2 is an embodiment applicable to a case where power generation is performed several times or for a long time .

도 3 내지 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 고체염 RED 장치(300, 400, 500, 600)의 일부를 나타내는 개략도이다. 3-6 are schematic diagrams illustrating portions of a solid salt RED device 300, 400, 500, 600 according to further embodiments of the present invention.

도 3은 양이온 교환막(150)에 고체염(340)이 제공되어 양이온교환막(150)과 일체형으로 구성된 경우를, 도 4는 음이온교환막(160)에 고체염(440)이 제공되어 음이온 교환막(160)과 일체형으로 구성된 경우를 각각 나타낸다. FIG. 3 shows a case in which a solid salt 340 is provided in the cation exchange membrane 150 to integrate with the cation exchange membrane 150. FIG. 4 shows a case where a solid salt 440 is provided in the anion exchange membrane 160, ), Respectively.

도 3과 도 4에 예시된 고체염(340, 440)은 모두 양이온(C+)과 음이온(A-)을 생성할 수 있는 고체염이라면 어느 고체염이라도 사용가능하다. 다만 종래의 양이온교환막(150)과 음이온교환막(160)이 일가의 양이온(C+)과 음이온(A-)의 교환에 선택적으로 최적화된 제품이 많으므로 일가의 양이온(C+)과 음이온(A-)을 생성할 수 있는 고체염이 바람직할 수 있다. Any of the solid salts 340 and 440 exemplified in FIGS. 3 and 4 can be used as long as it is a solid salt capable of generating a cation (C + ) and an anion (A - ). However, since many conventional cation exchange membranes 150 and anion exchange membranes 160 are selectively optimized for the exchange of monovalent cations (C + ) and anions (A - ), the number of monovalent cations (C + ) and anions - ) < / RTI > may be preferred.

도 5는 양이온교환막(150)과 음이온교환막(160) 각각에 고체염(540C, 540A)이 별개로 제공된 경우를 예시한다. 이 경우에는 양이온교환막(150)과 음이온교환막(160) 각각에 최적화된 이온을 제공할 수 있는 고체염(540C, 540A)을 서로 다르게 적용하여 동작 효율을 높일 수 있다. 또한, 양이온교환막(150) 상의 고체염(540C)은 양이온교환막(150)이 선택적으로 통과시킬 수 있는 일가의 양이온을 생성하고 음이온교환막(160)은 통과하지 않는 다가의 음이온을 생성하는 고체염(540C)이고, 음이온교환막(160)의 고체염(540A)는 음이온교환막(160)이 선택적으로 통과시킬 수 있는 일가의 음이온을 생성하고 양이온교환막(150)은 통과하지 않는 다가의 양이온을 생성하는 고체염(540A)인 경우에 적용하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, Na2S, Na2SO4, Na2CO3, K2S, K2SO4, K2CO3, (NH4)2S, (NH4)2SO4, (NH4)2CO3, Mg(NO3)2, MgCl2, Ba(NO3)2, BaCl2, Ca(NO3)2, CaCl2, Pb(NO3)2, PbCl2, Ag2S, Ag2SO4, Ag2CO3 등을 예로 들 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 5 illustrates a case where solid salts 540C and 540A are separately provided in the cation exchange membrane 150 and the anion exchange membrane 160, respectively. In this case, the solid salts 540C and 540A, which can provide optimized ions to the cation exchange membrane 150 and the anion exchange membrane 160, respectively, may be applied differently to improve the operation efficiency. The solid salt 540C on the cation exchange membrane 150 is a solid salt that produces a monovalent cation capable of selectively passing through the cation exchange membrane 150 and an anion that does not pass through the anion exchange membrane 160 The solid salt 540A of the anion exchange membrane 160 generates a cationic anion capable of selectively passing through the anion exchange membrane 160 and the solid cation 540A of the solid ion exchange membrane 160 generates a cation of a multivalent cation that does not pass through the cation exchange membrane 150 It may be preferable to apply it to the salt 540A. For example, Na 2 S, Na 2 SO 4, Na 2 CO 3, K 2 S, K 2 SO 4, K 2 CO 3, (NH 4) 2 S, (NH 4) 2 SO 4, (NH 4 ) 2 CO 3, Mg (NO 3) 2, MgCl 2, Ba (NO 3) 2, BaCl 2, Ca (NO 3) 2, CaCl 2, Pb (NO 3) 2, PbCl 2, Ag 2 S, Ag 2 SO 4 , Ag 2 CO 3 , and the like, but the present invention is not limited thereto.

이온교환막(150, 160)에의 고체염 제공은 부착 방식으로 진행될 수 있다. 구체적으로 이온교환막(150, 160)에 고체염이 코팅 또는 흡착될 수 있다.The provision of a solid salt to the ion exchange membranes 150, 160 may proceed in an adhered manner. Specifically, a solid salt may be coated or adsorbed on the ion exchange membranes 150 and 160.

도 6은 도 3 내지 도 5에 예시된 바와 같이 양이온교환막(150)과 음이온교환막(160)이 평탄한 표면을 가진 경우와 달리, 이온교환막(150, 160)이 층상의 유로 채널(laminar flow channel)이 형성되도록 표면이 라인 앤 스페이서 형태로 패턴된 경우를 예시한다. 고체염(640)은 도면에 예시된 바와 같이, 이온교환막(150, 160)의 표면의 유로 채널에 충진, 코팅, 또는 흡착되어 제공될 수 있다. 도 6에서는 고체염(640)의 표면과 이온교환막(150, 160)의 표면이 동일한 경우를 예시하였으나 고체염(640)의 표면이 이온교환막(150, 160)의 표면보다 더 돌출되도록 형성될 수도 있다. 6, the ion exchange membranes 150 and 160 are formed in a laminar flow channel, unlike the cases where the cation exchange membrane 150 and the anion exchange membrane 160 have flat surfaces as illustrated in FIGS. 3 to 5, The surface is patterned in the form of a line-and-spacer. The solid salt 640 may be provided by being filled, coated, or adsorbed on the channel channel of the surface of the ion exchange membranes 150, 160, as illustrated in the figure. 6 illustrates the case where the surface of the solid salt 640 is the same as the surface of the ion exchange membranes 150 and 160 but the surface of the solid salt 640 may be formed so as to protrude more than the surface of the ion exchange membranes 150 and 160 have.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체염 RED 장치(700)의 일부를 나타내는 개략도이다. 7 is a schematic diagram illustrating a portion of a solid salt RED apparatus 700 according to another embodiment of the present invention.

도 1에 예시된 고체염 RED 장치(100)와 달리 산화채널(170)과 환원채널(180)에 애노드 용액(170A) 및 캐소드 용액(180A)가 공급되는 것이 아니라 산화채널(170)과 환원채널(180)에 고체염(775, 785)을 포함한다. 따라서, 용액을 사용하는 경우 대비 고체염 RED 장치(700)를 보다 더 간소화할 수 있다. The anode solution 170A and the cathode solution 180A are not supplied to the oxidation channel 170 and the reduction channel 180 unlike the solid salt RED apparatus 100 illustrated in FIG. And solid salts (775, 785) in the solid support (180). Thus, the contrast solid salt RED device 700 can be further simplified when using a solution.

고체염(775, 785)은 고체 산화환원(Redox couple) 물질일 수 있다. The solid salt (775, 785) may be a solid redox couple material.

고체염(775, 785)은 도 1 및 도 6에서 설명한 바와 같이 압축 고체염 자체, 표면에 다공성 물질로 코팅된 압축 고체염, 전극 스페이서에 충진된 고체염, 애노드(110) 및 캐소드(120) 표면에 코팅된 형태로 제공될 수 있다.The solid salts 775 and 785 may include a compressed solid salt itself, a compressed solid salt coated on the surface with a porous material, a solid salt filled in the electrode spacer, an anode 110, and a cathode 120, as described in FIGS. 1 and 6, And may be provided in a form coated on the surface.

고체 산화환원(Redox couple) 물질(775, 785)은 고체염 중 산화/환원반응이 가능한 물질이라면 어느 것이라도 적용될 수 있다. The redox couple material (775, 785) can be applied to any material capable of oxidation / reduction reaction in the solid salt.

도 1 내지 도 7에 예시된 본 발명의 실시예들에 따른 RED 장치에서는 셀 스택, 단위 셀 등을 하나의 카트리지로 구성하여 장치의 유지 보수가 보다 용이하도록 할 수 있다In the RED apparatus according to the embodiments of the present invention illustrated in FIGS. 1 to 7, the cell stack, the unit cells, and the like may be constituted by one cartridge to facilitate maintenance of the apparatus

실험예Experimental Example

애노드와 캐소드 전극으로 두께 0.5mm의 Pt 코팅된 Ti 전극을 사용하고, 스페이서로는 0.1mm 두께의 Black 130 스페이서를 사용하고, 애노드 용액과 캐소드 용액으로는 0.5M Fe(CN) 6 3- / Fe(CN) 6 4- 와 0.5M의 Na2SO4 용액을 사용하고, 저염 용액으로는 0.017M의 NaCl 수용액을 사용하여 10cm×10 cm의 RED 장치를 구성하였다. 고체염은 3.14mm 두께의 압축 고체염을 사용하였다.A 0.5 mm thick Pt-coated Ti electrode was used as the anode and cathode electrodes, a 0.1 mm thick Black 130 spacer was used as the spacer, 0.5 M Fe (CN) 6 3- / Fe (CN) 6 4- and 0.5M Na 2 SO 4 solution was used as a low salt solution and 0.017 M NaCl aqueous solution was used as a low salt solution. The solid salt was a compressed solid salt having a thickness of 3.14 mm.

실험군 1은 NaCl 고체염을 고체염 유로에 삽입하여 RED 장치를 구성하되 각각 1셀, 2셀의 서로 다른 RED 장치를 구성하고 출력밀도(Power density)를 측정하였다. In Experiment 1, NaCl solids were inserted into the solid salt channel to construct the RED system, and the power density of each RED system was measured.

실험군 2는 KBr 고체염을 고체염 유로에 삽입하여 RED 장치를 구성하되 각각 1셀의 RED 장치를 구성하고 출력밀도를 측정하였다. In Experiment 2, KBR solid salt was inserted into a solid salt channel to construct a RED device, each of which constituted one RED device and measured the power density.

실험군 3은 종래의 해수와 담수를 적용하는 RED 장치를 구성하되 각각 1셀의 RED 장치를 구성하고 출력밀도를 측정하였다. Experimental group 3 consisted of conventional RED system using seawater and fresh water, each of which consisted of one RED system and measured the power density.

그 결과 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 1 셀의 측정된 값을 비교한 결과 고체염을 적용한 경우가 해수를 적용한 경우에 비해 출력 밀도(W/m2)가 거의 3.37~3.54 배 정도 증가했음을 알 수 있다. As a result, as shown in FIG. 8, when the measured values of one cell were compared, it was found that the application of the solid salt increased the power density (W / m 2 ) by about 3.37 to 3.54 times Able to know.

한편, NaCl 고체염을 적용한 경우 1셀 보다는 2셀의 경우 출력값이 상승함을 알 수 있다. On the other hand, when the NaCl solid salt is applied, the output value is increased in case of 2 cells rather than 1 cell.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

110: 애노드 120: 캐소드
130: 고체염 채널 140: 용액 채널
150: 양이온교환막 160: 음이온교환막
170: 산화채널 180: 환원채널110: anode 120: cathode
130: Solid salt channel 140: Solution channel
150: Cation exchange membrane 160: Anion exchange membrane
170: Oxidation channel 180: Reduction channel

Claims (11)

서로 마주보는 애노드와 캐소드;
상기 애노드와 캐소드 사이에 교대로 설치되어 고체염 채널과 용액 채널을 번갈아 형성하는 양이온 교환막과 음이온 교환막으로 이루어진 셀 스택; 및
상기 애노드 및 캐소드와 상기 셀 스택의 말단의 사이에 각각 형성된 산화채널 및 환원 채널을 포함하고,
상기 산화 채널 및 환원 채널과 고체염 채널 중 적어도 어느 하나에 고체염을 포함하는 고체염 역전기투석 장치. An anode and a cathode facing each other;
A cell stack composed of a cation exchange membrane and an anion exchange membrane alternately disposed between the anode and the cathode to alternately form a solid salt channel and a solution channel; And
An oxidation channel and a reduction channel formed between the anode and the cathode and the end of the cell stack, respectively,
Wherein the solid salt comprises a solid salt in at least one of the oxidation channel and the reduction channel and the solid salt channel. 제1 항에 있어서, 상기 고체염의 표면은 다공성 물질로 코팅된 고체염 역전기투석 장치.The apparatus of claim 1, wherein the surface of the solid salt is coated with a porous material. 제1 항에 있어서, 상기 용액 채널과 상기 고체염 채널에 스페이서가 설치되고 상기 고체염 채널에 설치된 스페이서에 상기 고체염이 제공된 고체염 역전기투석 장치.The apparatus of claim 1, wherein a spacer is provided in the solution channel and the solid salt channel and the solid salt is provided in a spacer provided in the solid salt channel. 제1 항에 있어서, 상기 고체염은 상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막 중 적어도 어느 하나에 제공된 고체염 역전기투석 장치. The apparatus of claim 1, wherein the solid salt is provided in at least one of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. 제4 항에 있어서, 상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막은 표면에 층상의 유로 채널이 형성되고 상기 고체염은 상기 양이온 교환막 및 상기 음이온 교환막의 상기 유로 채널에 제공되는 고체염 역전기투석 장치. The solid salt reverse electrodialyzer according to claim 4, wherein the cation exchange membrane and the anion exchange membrane have a layered channel channel formed on the surface thereof and the solid salt is provided to the channel channel of the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. 제1 항에 있어서, 상기 산화 채널과 환원 채널에 전극 스페이서가 설치되고, 상기 전극 스페이서에 상기 고체염이 제공된 고체염 역전기투석 장치. The apparatus of claim 1, wherein an electrode spacer is provided in the oxidation channel and the reduction channel, and the solid salt is provided in the electrode spacer. 제1 항에 있어서, 상기 고체염은 상기 애노드와 캐소드 표면에 제공된 고체염 역전기투석 장치. The apparatus of claim 1, wherein the solid salt is provided on the anode and cathode surfaces. 제1 항에 있어서, 상기 용액 채널에 공급되는 용액은 상기 고체염보다 염 농도가 낮은 저염 또는 무염 용액인 고체염 역전기투석 장치. The electrodialysis system according to claim 1, wherein the solution supplied to the solution channel is a low-salt or non-salt solution having a lower salt concentration than the solid salt. 제1 항에 있어서, 상기 고체염은 일가의 양이온과 일가의 음이온을 생성할 수 있는 고체염인 고체염 역전기투석 장치. The electrodialysis system according to claim 1, wherein the solid salt is a solid salt capable of producing a monovalent anion with a monovalent cation. 제1 항에 있어서, 상기 애노드와 캐소드는 서로 다른 재질로 이루어진 고체염 역전기투석 장치.The electrodialysis system according to claim 1, wherein the anode and the cathode are made of different materials. 제1 항 내지 10항 중 어느 한항에 있어서, 상기 셀 스택 또는 단위 셀은 카트리지 형태로 제공되는 고체염 역전기투석 장치.The solid salt reverse electrodialysis apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the cell stack or unit cell is provided in the form of a cartridge.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019004683A1 (en) * 2017-06-28 2019-01-03 서울대학교산학협력단 Reverse electrodialysis device using precipitation reaction, and drug injection device using same
KR20190131954A (en) * 2018-05-18 2019-11-27 한국에너지기술연구원 Ion exchange membrane with monovalent selective patterns and RED comprising the same
KR20200024695A (en) * 2018-08-28 2020-03-09 서울대학교산학협력단 Eco-friendly biocompatible reverse electrodialysis device using precipitation reaction

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230065581A (en) 2021-11-05 2023-05-12 주식회사 큐에스택 Reversed Electrodialysis Battery

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4119724B2 (en) * 2002-10-11 2008-07-16 三菱重工業株式会社 Solid oxide fuel cell module
US20110117395A1 (en) * 2008-02-27 2011-05-19 Patrick Roodenburg Device and Method for Performing a Reverse Electrodialysis Process
US20150086813A1 (en) * 2012-03-26 2015-03-26 Stichting Wetsus Intellectual Property Foundation Reverse electrodialysis energy generating system using capacitive electrodes and method there for
KR20150034544A (en) * 2013-09-26 2015-04-03 한국에너지기술연구원 Power generation system and control method using non-circulating reverse electrodialysis
KR20150034545A (en) * 2013-09-26 2015-04-03 한국에너지기술연구원 High efficiency reverse electrodialysis system for optimized electron generation
KR20150100091A (en) * 2014-02-24 2015-09-02 한국에너지기술연구원 Solid-salt salinity gradient generating device and energy circulation system using thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4119724B2 (en) * 2002-10-11 2008-07-16 三菱重工業株式会社 Solid oxide fuel cell module
US20110117395A1 (en) * 2008-02-27 2011-05-19 Patrick Roodenburg Device and Method for Performing a Reverse Electrodialysis Process
US20150086813A1 (en) * 2012-03-26 2015-03-26 Stichting Wetsus Intellectual Property Foundation Reverse electrodialysis energy generating system using capacitive electrodes and method there for
KR20150034544A (en) * 2013-09-26 2015-04-03 한국에너지기술연구원 Power generation system and control method using non-circulating reverse electrodialysis
KR20150034545A (en) * 2013-09-26 2015-04-03 한국에너지기술연구원 High efficiency reverse electrodialysis system for optimized electron generation
KR20150100091A (en) * 2014-02-24 2015-09-02 한국에너지기술연구원 Solid-salt salinity gradient generating device and energy circulation system using thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J.W.Post, Blue Energy: electricity production from salinity gradients by reverse electrodialysis, Thesis, Wageningen University, 2009 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019004683A1 (en) * 2017-06-28 2019-01-03 서울대학교산학협력단 Reverse electrodialysis device using precipitation reaction, and drug injection device using same
KR20190001851A (en) 2017-06-28 2019-01-07 서울대학교산학협력단 Reverse electrodialysis apparatus using sediment formation deposit reaction and drug delevery apparatus using thereof
US11565106B2 (en) 2017-06-28 2023-01-31 Seoul National University R&Db Foundation Reverse electrodialysis device using precipitation reaction, and drug injection device using same
KR20190131954A (en) * 2018-05-18 2019-11-27 한국에너지기술연구원 Ion exchange membrane with monovalent selective patterns and RED comprising the same
KR20200024695A (en) * 2018-08-28 2020-03-09 서울대학교산학협력단 Eco-friendly biocompatible reverse electrodialysis device using precipitation reaction

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