KR20190059719A

KR20190059719A - Metal Free Electrode using Carbon NanoTube-Polymer Composite Material

Info

Publication number: KR20190059719A
Application number: KR1020170157606A
Authority: KR
Inventors: 이세형; 장기철; 오경희
Original assignee: 주식회사 그렌텍
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2019-05-31

Abstract

An electrode for electrolysis of the present invention is made of a composite material in which a conductive material such as carbon nanotube (CNT) and a polymer material such as plastic are mixed, and has a plate-like structure in which a plurality of holes are formed. Further, a plurality of protrusions can be alternately formed repeatedly with holes on one surface. The cost can be reduced by replacing expensive metal electrodes such as titanium, platinum, and ruthenium. Also, no elution or scale generation, which occurs when a metal electrode is used for a long time, occurs, so that consistent performance is maintained and durability is enhanced. In addition, when the protrusions are formed, the contact area with water can be enlarged to enhance the electrolysis effect.

Description

[0001] The present invention relates to an electrode for electrolysis using a carbon nanotube-polymer composite material,

본 발명은 전기분해용 전극에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탄소나노튜브(CNT) 등의 전도성 소재와 고분자 소재가 혼합된 복합소재로 구성되어, 물의 전기분해에 사용되는 전극에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode for electrolysis, and more particularly to an electrode used for electrolysis of water, which is composed of a composite material in which a conductive material such as carbon nanotube (CNT) and a polymer material are mixed.

전기 화학적으로 폐수 중의 오염물을 처리하는 전기분해 수 처리 분야, 태양력이나 풍력과 같은 비연속적인 신재생 에너지의 저장수단, 전기분해 과정에서 발생하는 음이온에 의한 생활 주변 유해 세균의 살균 소독분야, 물의 전기분해로 발생한 용존 수소의 활성 산소 제거 기능을 이용한 음용 기능수(수소수) 제조분야, 전기분해 과정에서 발생하는 미세 버블의 침투력을 이용한 농작물 생산 분야 등 다양한 분야에서 물의 전기분해가 이용되고 있다.Electrolytic water treatment for electrolytic water treatment of pollutants in wastewater, Non-continuous renewable energy storage means such as solar power or wind power, Disinfection of harmful bacteria around life by anion generated in electrolysis process, Electricity of water Electrolysis of water has been used in a variety of fields such as the production of drinking water (hydrogenated water) using the active oxygen removing function of dissolved hydrogen generated by decomposition, and the production of crops using the penetration of fine bubbles generated in the electrolysis process.

일반적으로 전기분해를 이용하는 장치는 양극(+)과 음극(-)을 한 쌍으로 하는 전극을 구비하며, 각 전극에 전압을 인가함에 따라 산화/환원 반응이 일어나 원하는 결과를 얻게 된다.Generally, an apparatus using electrolysis has an electrode having a pair of a positive electrode (+) and a negative electrode (-). When a voltage is applied to each electrode, an oxidation / reduction reaction occurs and a desired result is obtained.

물의 전기분해에 사용되는 전극으로는 주로 티탄 원재료에 루테늄 또는 플래티늄(백금) 도금 처리한 전극이 사용되는데, 백금족 전극은 그 전기적 특성과 안전성이 우수함에도 불구하고, 비싼 가격으로 인해 규모화에 한계가 있다. 또한, 전기분해시 금속물질이 용매화되고, 장기간 사용 시 스케일이 발생하여 전기분해 효율이 저하되는 등의 문제점이 있다.Ruthenium or platinum (platinum) plated electrodes are mainly used as titanium electrodes for electrolysis of water. Although platinum group electrodes are excellent in electrical characteristics and safety, they are limited in size due to their high cost . In addition, there is a problem that a metal material is solvated during electrolysis, a scale is generated during long-term use, and electrolysis efficiency is lowered.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저렴한 가격으로 구현할 수 있고, 전기분해시 용매화되거나 스케일이 발생하는 등 금속 전극을 사용할 때의 문제점을 감소시킬 수 있는 무금속 성질의 전기분해용 전극을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a metal-free metal electrode which can be realized at low cost, An object of the present invention is to provide an electrode for electrolysis.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 탄소나노튜브-고분자 복합소재를 이용한 전기분해용 전극은, 복수 개의 구멍이 형성되어 있는 판상 구조를 갖고, 전도성 소재와 고분자 소재가 혼합된 복합소재로 구성된다.In order to solve the above problems, the electrode for electrolysis using the carbon nanotube-polymer composite according to the present invention has a plate-like structure having a plurality of holes, and a composite material in which a conductive material and a polymer material are mixed .

상기 전도성 소재는 탄소나노튜브(CNT: carbon nanoTube), 덴카블랙, 그래핀(graphene), 및 이리듐 중 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다.The conductive material may be configured to include at least one of carbon nanotube (CNT), denka black, graphene, and iridium.

또한, 상기 고분자 소재는 폴리프로필렌(PP: ppolypropylene), 폴리에틸렌(PE: polyethylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate), 및 폴리락틱 산(PLA: polylactic acid) 중 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다.Further, the polymer material may be configured to include at least one of polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), and polylactic acid (PLA) have.

상기 전도성 소재의 함량은 90~99 중량부, 80~99 중량부, 및 50~99 중량부 중 하나이고, 상기 고분자 소재의 함량은 1~10 중량부, 1~20 중량부, 및 1~50 중량부 중 하나 이도록 구성될 수 있다.Wherein the conductive material is one of 90 to 99 parts by weight, 80 to 99 parts by weight, and 50 to 99 parts by weight, the content of the polymer material is 1 to 10 parts by weight, 1 to 20 parts by weight, and 1 to 50 parts by weight, Weight < / RTI >

상기 전극의 형태와 관련하여, 일면에는 일정 깊이로 파인 복수 개의 직선 홈이 형성되고, 상기 각 직선 홈의 아랫면에는 구멍과 돌출부가 교대로 반복하여 형성될 수 있다. 이때 상기 돌출부는 상기 직선 홈이 형성되지 않은 쪽 면에 수직 방향으로 돌출되도록 구성될 수 있다.Regarding the shape of the electrode, a plurality of linear grooves formed at a predetermined depth may be formed on one surface, and holes and protrusions may alternately and repeatedly formed on the lower surface of each linear groove. At this time, the projecting portion may be configured to protrude in a direction perpendicular to the surface on which the straight groove is not formed.

본 발명에 따른 전극은 탄소나노튜브(CNT)와 같이 전기 전도성이 좋은 전도성 소재와 고분자 소재가 혼합된 복합소재를 이용하여 구성된다.The electrode according to the present invention is formed by using a composite material such as carbon nanotube (CNT) in which a conductive material having good electrical conductivity and a polymer material are mixed.

티탄, 백금, 루테늄 등 고가의 금속 전극을 대체하여 원가절감을 이룰 수 있고, 금속 전극을 장기간 사용할 때 나타나는 이온 용출이나 스케일 발생 등의 현상이 없어, 일관성 있는 성능 유지 및 내구성 향상을 기대할 수 있다.It is possible to reduce costs by replacing expensive metal electrodes such as titanium, platinum and ruthenium, and there is no phenomenon of ion elution or scale generation occurring when the metal electrode is used for a long period of time, thereby maintaining consistent performance and improving durability.

또한, 증류수 등 다양한 원수의 전기분해가 가능하여 제품의 경쟁력을 높일 수 있다.In addition, it is possible to electrolyze various raw water such as distilled water, thereby enhancing the competitiveness of the product.

고분자 소재로서 PLA(Polylactide) 등 천연식물계 원료를 사용하면, 인체와 자연에 무해하고, 자연조건 하에서 100% 분해가 가능하며, 다이옥신 등 유해물질 발생이 없어 향후 환경오염 이슈가 없는 친환경 제품으로 구성할 수도 있다.If you use natural plant material such as PLA (Polylactide) as a polymer material, it can be made into an environmentally friendly product that is harmless to human body and nature, can decompose 100% under natural conditions, and does not generate harmful substances such as dioxin, It is possible.

또한, 전극을 돌출부가 형성되도록 구성하면, 물과의 접촉면적을 넓혀 전기분해 효과를 향상시킬 수 있다.Further, if the electrode is formed so as to form the projecting portion, the contact area with water can be enlarged to improve the electrolysis effect.

도 1은 본 발명에 따른 전기분해용 전극이 복합소재를 이용하여 구성되는 것을 설명하는 예,
도 2는 전기분해용 전극의 형태에 관한 예,
도 3은 본 발명에 따른 전기분해용 전극의 구조에 관한 일 실시예,
도 4는 도 3에 도시된 실시예의 일부 확대 단면도이다.1 is an explanatory view showing that the electrode for electrolysis according to the present invention is constituted by using a composite material,
2 shows an example of the shape of the electrode for electrolysis,
FIG. 3 is an embodiment relating to the structure of the electrode for electrolysis according to the present invention,
Figure 4 is a partial enlarged cross-sectional view of the embodiment shown in Figure 3;

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

도 1을 참조하자면, 본 발명에 따른 전기분해용 전극(200)은 물의 전기분해에 사용되는 전극으로서, 무금속 성질을 가지며, 필요에 따라 다양한 형태와 구조로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, an electrode 200 for electrolysis according to the present invention is an electrode used for electrolysis of water, and has a non-metal property, and may be formed in various shapes and structures as required.

전기분해용 전극(200)은 진기 전도성이 좋은 소재(110)와 고분자 소재(120)가 일정 비율로 혼합된 복합소재를 이용하여 구성된다. 복합소재는 금속 재질이 아니면서도 원하는 전기분해 효과를 얻을 수 있을 만큼 충분한 전기 전도성을 나타낼 수 있도록 구성된다.The electrode 200 for electrolysis is formed by using a composite material in which a material 110 having good conductivity and a polymer material 120 are mixed at a predetermined ratio. The composite material is constructed so as to exhibit sufficient electrical conductivity so as not to be a metal material, but to achieve a desired electrolysis effect.

전기분해용 전극(200)을 구성하는 전도성 소재는 다양하게 구성될 수 있다.The conductive material constituting the electrode 200 for electrolysis may be variously configured.

구체적인 예로서, 전도성 소재(110)는 탄소나노튜브(CNT: carbon nanotube), 덴카블랙, 그래핀(graphene), 및 이리듐 중 하나 이상을 포함할 수 있다.As a specific example, the conductive material 110 may include one or more of carbon nanotubes (CNTs), denka black, graphene, and iridium.

차세대 신소재로 각광받고 있는 탄소나노튜브(CNT)는 원기둥 모양의 나노구조를 지니는 탄소의 동소체로서, 기계적/전기적으로 우수한 성질을 지녀, 전기, 광학, 재료 등에 폭넓게 활용 가능한 미래형 첨단 나노 신소재이다.Carbon nanotubes (CNTs), which are widely regarded as the next generation of new materials, are carbon-like alloys having a cylindrical nano structure. They have excellent mechanical and electrical properties and are future-oriented nano-new materials that can be widely used for electricity, optics and materials.

덴카블랙은 고순도의 탄소로서, 그 입자가 연쇄적으로 이어져 있고 그라파이트화가 상당히 진행되어 있어 뛰어난 전기 전도성을 나타낸다.Denka black is a carbon of high purity, its particles are connected in a chain, and the graphitization is considerably progressed, thereby exhibiting excellent electrical conductivity.

그래핀은 탄소 원자가 펼쳐진 것으로서, 그래핀을 이루는 탄소 원자 하나하나는 이웃한 탄소와 전자 한 쌍 반을 공유하여 결합한다. 한 쌍의 전자가 탄소와 탄소 사이를 견고하게 연결시켜 주는 동안 결합에 참여하지 않은 전자들이 그래핀 내에서 쉽게 움직일 수 있다. 이 때문에 그래핀은 구부리거나 늘려도 전기 전도성이 사라지지 않는 장점을 가진다.Graphene is an unfolded carbon atom, in which each carbon atom that makes up graphene shares a pair of electrons with its neighboring carbon. Electrons that do not participate in bonding can move easily within the graphene while a pair of electrons connects the carbon and carbon firmly. For this reason, graphene has the advantage that electrical conductivity does not disappear even if bent or stretched.

전도성 소재(110)와 홉합될 고분자 소재(120)는 다양하게 구성될 수 있다.The polymer material 120 to be hybridized with the conductive material 110 may be variously configured.

구체적인 예로서, 고분자 소재(120)는 폴리프로필렌(PP: polypropylene), 폴리에틸렌(PE: polyethylene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate), 및 폴리락틱 산(PLA: polylactic acid) 중 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다.As a specific example, the polymer material 120 may include at least one of polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), and polylactic acid (PLA) .

이와 같은 전도성 소재(110)와 고분자 소재(120)는 잘 섞여서 충분한 전기 전도성을 나타낼 수 있도록 하기 위하여 다양한 방법을 이용하여 혼합될 수 있으며, 전도성 소재(110)의 함량과 고분자 소재(120)의 함량도 필요로 하는 전극 특성에 따라 다양하게 구성될 수 있다.The conductive material 110 and the polymer material 120 may be mixed using various methods so as to exhibit sufficient electrical conductivity by mixing well. The conductive material 110 may be mixed with the polymer material 120 May be variously formed depending on the required electrode characteristics.

구체적인 예를 들자면, 전도성 소재(110)의 함량은 90~99 중량부로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 전도성 소재(110)의 함량은 80~99 중량부 또는 50~99 중량부로 구성될 수 있다.As a specific example, the conductive material 110 may be composed of 90 to 99 parts by weight, but is not limited thereto. For example, the content of the conductive material 110 may be 80 to 99 parts by weight or 50 to 99 parts by weight.

또한, 고분자 소재(120)의 함량은 1~10 중량부로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 고분자 소재(120)의 함량은 1~20 중량부 또는 1~50 중량부로 구성될 수 있다.The content of the polymer material 120 may be 1 to 10 parts by weight, but is not limited thereto. For example, the content of the polymer material 120 may be 1 to 20 parts by weight or 1 to 50 parts by weight.

이와 같이 비싼 금속 소재를 사용하지 않고 무금속 복합소재를 이용하여 전기분해용 전극을 구성함에 따라, 전극 가격이 저렴해질 수 있고, 전기분해시 용매화되거나 스케일이 발생하는 등 금속 전극을 사용할 때의 문제점을 감소시킬 수 있게 된다.When an electrode for electrolysis is formed by using a metal-free composite material without using such an expensive metal material, the cost of the electrode can be made low, and when the metal electrode is used, such as solvation or scale, The problem can be reduced.

전도성 소재(110)와 고분자 소재(120)가 혼합된 복합소재로 구성된 전기분해용 전극(200)은 기본적으로 복수 개의 구멍이 형성되어 있는 판상 구조를 갖도록 구성될 수 있다. 전기분해용 전극(200)의 판상 구조는 원형이나 사각형 등 다양하게 구성될 수 있으며, 구멍의 개수, 크기, 모양 등도 다양하게 구성될 수 있는 것으로서 특별히 제한되지 않는다.The electrode 200 for electrolysis, which is made of a composite material in which the conductive material 110 and the polymer material 120 are mixed, may have a plate-like structure having a plurality of holes. The plate-like structure of the electrolytic electrode 200 may be formed in various shapes such as a circular shape and a square shape, and the number, size, and shape of the holes may be variously configured.

일반적으로 물의 전기분해를 위해서는 양극(+)이 인가되는 전극과 음극(-)이 인가되는 전극 2개가 쌍으로 구비되는데, 복수 개의 전극 쌍이 적층되는 형태로 구성될 수도 있다.In general, in order to electrolyze water, a pair of electrodes to which a positive electrode (+) is applied and a pair of electrodes to which a negative electrode (-) is applied are provided in a pair, and a plurality of electrode pairs may be stacked.

도 2는 다양한 전기분해용 전극의 예를 보인 것으로서, 도 2a와 b는 메쉬(그물망) 형태의 구조를 나타낸 것이고, 도 2c는 슬롯 형태의 전극이 교차 적층되어 이루어지는 격자형 전극 구조의 예를 나타낸 것이다. 이와 같이, 전기분해용 전극(200)은 필요에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다.FIG. 2 shows an example of various electrodes for electrolysis. FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b) show a mesh-type structure, and FIG. 2 (c) shows an example of a grid-like electrode structure in which slots are formed by cross- will be. As described above, the electrolytic electrode 200 can be configured in various forms as needed.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 전기분해용 전극에 관한 일 실시예를 보인 것으로서, 물과의 접촉 면적을 넓혀 전기분해 효과를 향상시킬 수 있다. 도 3은 양의 전극과 음의 전극이 쌍을 이룬 모습을 보인 것이고, 도 4는 구체적인 구조를 설명하기 위한 확대 단면도이다.FIG. 3 and FIG. 4 show one embodiment of the electrode for electrolysis according to the present invention, and the electrolysis effect can be improved by widening the contact area with water. FIG. 3 shows a pair of a positive electrode and a negative electrode, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view for explaining a specific structure.

본 발명에 따른 전기분해용 전극(210-1, 210-2)은 전도성 소재(110)와 고분자 소재(120)가 혼합된 재질로 구성되며, 크기나 모양, 두께 등은 다양하게 구성될 수 있다. 전기분해용 전극의 일 측에는 전원 라인이 연결되는 부분인 전극 리브(215-1, 215-2)가 형성될 수 있는데, 전극 리브(215-1, 215-2)는 전극(210-1, 210-2)의 외곽으로부터 일정 길이만큼 연장되어 형성될 수 있다.The electrodes 210-1 and 210-2 for electrolysis according to the present invention are formed of a mixture of the conductive material 110 and the polymer material 120 and may have various sizes, shapes, and thicknesses . Electrode ribs 215-1 and 215-2 may be formed on one side of the electrode for electrolysis to connect the power lines to the electrodes 210-1 and 210-2. -2 by a predetermined length from the outer periphery.

일반적으로 물의 전기분해를 위해서는 양극(+)이 인가되는 전극(210-1)과 음극(-)이 인가되는 전극(210-2) 2개가 쌍으로 구비되는데, 양의 전극(210-1)에 구비되는 전극 리브(215--1)의 위치와 음의 전극(210-2)에 구비되는 전극 리브(215-2)의 위치는 전원 연결의 편의를 위해 다르게 구성될 수 있다.In general, in order to electrolyze water, two pairs of electrodes 210-1 and 210-2 to which an anode (+) is applied and a cathode (-) to which electricity is applied are provided. The positions of the electrode ribs 215-1 and the electrode ribs 215-2 provided in the negative electrode 210-2 may be different from each other for convenience of power connection.

도시된 바와 같이, 전극에는 일정 깊이로 파인 복수 개의 직선 홈(213)이 형성된다. 직선 홈(213)의 넓이와 깊이, 하나의 전극에 형성되는 직선 홈(213)의 개수 등은 다양하게 구성될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.As shown in the figure, the electrode has a plurality of linear grooves 213 formed at a predetermined depth. The width and depth of the linear groove 213, the number of the linear grooves 213 formed in one electrode, and the like are not particularly limited.

각 직선 홈(213)의 아랫면에는 단속적으로 구멍(211)이 형성되고, 각 전극(210-1, 210-2)의 양면 중 직선 홈(213)이 형성되지 않은 쪽 면에 수직 방향으로 돌출되는 형태로 돌출부(212)가 형성된다. 이러한 구멍(211)과 돌출부(212)는 교대로 반복하여 형성된다.Holes 211 are formed intermittently on the lower surface of each of the linear grooves 213 and protrude in a direction perpendicular to the surface on which the linear grooves 213 are not formed in the both surfaces of the electrodes 210-1 and 210-2 A protrusion 212 is formed. The holes 211 and the protrusions 212 are alternately formed repeatedly.

구멍(211)과 돌출부(212)의 모양, 크기 등은 다양하게 구성될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.The shapes and sizes of the holes 211 and the protrusions 212 may be variously configured and are not particularly limited.

이때 서로 인접한 직선 홈에 형성된 돌출부(212)와 구멍(211)은 서로 교대로 나타나도록 구성될 수 있다. 즉, 직선 홈들과 수직 방향에서 바라볼 때 구멍(211)과 돌출부(212)가 서로 교대로 나타나도록 구성될 수 있다.At this time, the protrusions 212 and the holes 211 formed in the straight grooves adjacent to each other can be configured to appear alternately to each other. That is, the holes 211 and the protrusions 212 may alternately appear alternately when viewed in a direction perpendicular to the linear grooves.

본 발명에 따른 전기분해용 전극을 이용하여 구성되는 전기분해 장치는 다양한 분야에 사용될 수 있다.The electrolytic apparatus constructed using the electrode for electrolysis according to the present invention can be used in various fields.

하나의 예로서, 살균 분야에 사용될 수 있는데, 한 쌍의 전극 사이에 물이 통과할 수 있는 분리판을 두고 각 전극에 직류 전압을 가함으로써, 수중 방전에 의해 물 분자가 수소 이온과 산소 이온으로 분해되도록 할 수 있다.As one example, it can be used in a disinfection field. When a DC voltage is applied to each electrode with a separator plate through which water can pass between a pair of electrodes, water molecules are separated into hydrogen ions and oxygen ions It can be decomposed.

그러면, 저온 플라즈마 상태에서 이온 클러스터 버블이 발생하며, 수산기(OH^-)등 살균력 있는 음이온이 발생한다. 수산기(OH^-)등의 음이온이 세균의 세포막 구성요소인 수소 양이온(H⁺)과 결합하여 자연수(H₂O)로 환원되면서 세포막을 파괴함으로써, 살균 성능을 발휘할 수 있게 된다.Then, ion cluster bubbles are generated in a low-temperature plasma state, and a sterilizing anion such as a hydroxyl group (OH ^- ) is generated. The anion such as hydroxyl group (OH ^- ) binds with the hydrogen cation (H ⁺ ) which is a constituent of the cell membrane of the bacteria and is reduced to natural water (H ₂ O), thereby breaking the cell membrane.

또 다른 예로서, 수소수 생성에 사용될 수 있는데, 한 쌍의 전극 사이에 이온분리막을 두어 음의 전극에서는 수소수가 발생하도록 하고, 양의 전극판으로는 산소나 오존을 발생시킬 수 있다.As another example, it can be used for generating hydrogen water. An ion separation membrane is disposed between a pair of electrodes to generate hydrogen in the negative electrode, and oxygen and ozone can be generated in the positive electrode plate.

나아가, 상기와 같은 본 발명에 따른 전극 또는 이를 이용한 전극판은 더욱 효율적으로 물을 전기분해할 수 있기 때문에, 동일한 원수를 이용하더라도 항균력과 정화능력이 더욱 우수한 살균수를 생성할 수 있다.Furthermore, since the electrode according to the present invention or the electrode plate using the same can electrolyze water more efficiently, sterilized water having better antibacterial power and purification ability can be produced even if the same raw water is used.

또한, 본 발명의 전극 또는 전극판의 크기를 목적에 따라 크거나 작게 조절하는 것도 가능하다. 그래서, 본 발명에 따른 전극 또는 전극판을 이용하면, 생활주변 유해세균의 살균 소독분야, 물의 전기분해로 발생한 용존 수소의 활성산소제거기능을 이용한 음용 기능수(수소수) 제조분야, 전기분해과정에서 발생하는 미세버블의 침투력을 이용한 농작물 생산 분야 등에 다양하게 이용할 수 있다. It is also possible to adjust the size of the electrode or electrode plate of the present invention to be larger or smaller depending on the purpose. Therefore, the use of the electrode or the electrode plate according to the present invention can provide a sterilizing disinfection field of harmful bacteria in the living environment, a field of producing drinking water (hydrogenated water) using the active oxygen removing function of dissolved hydrogen generated by electrolysis of water, And the field of crop production using the infiltration force of fine bubbles generated in the field.

최근 생활수준의 향상과 여가활용 기회의 증가로 많은 사람이 이용하는 수영장, 스파, 워터파크 등 다중이용시설은, 불특정 다수인원이 동시에 사용하는 시설이기 때문에 항상 오염에 노출되어 있으며, 다중이용시설용수가 한 번 오염되면 그 피해가 다중에 전파되어 사회적인 문제가 될 수 있기 때문에, 오염방지를 위한 항균소독기능이 있는 정화 장치가 필수인데, 이러한 경우 본 발명에 따른 전극 및 전극판이 포함된 다중이용시설용수 항균정화장치를 이용하면 효과적이다.Due to the recent improvement in living standards and the increase in opportunities for recreation, multi-use facilities, such as swimming pools, spas and water parks, which are used by many people, are exposed to pollution at all times because they are used by many unspecified persons. In the case of multi-use including the electrode and the electrode plate according to the present invention, it is necessary to use an antibacterial purifying device for preventing contamination, Using the device is effective.

상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.Although the present invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those skilled in the art.

110: 전도성 소재 120: 고분자 소재
200, 210-1, 210-2: 전기분해용 전극
211: 구멍 212: 돌출부
213: 직선 홈 215-1, 215-2: 전극 리브110: conductive material 120: polymer material
200, 210-1, 210-2: electrode for electrolysis
211: hole 212: protrusion
213: straight groove 215-1, 215-2: electrode rib

Claims

An electrode for use in electrolysis of water,
A plate-like structure having a plurality of holes formed therein,
Wherein the electrode is made of a composite material in which a conductive material and a polymer material are mixed. The electrode for electrolysis using the carbon nanotube-polymer composite material.

The method according to claim 1,
Wherein the conductive material comprises at least one of carbon nanotube (CNT), denka black, graphene, and iridium,
Characterized in that the polymer material comprises at least one of polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), and polylactic acid (PLA) Electrode for Electrolysis Using Nanotube - Polymer Composite Material.

The method according to claim 1,
The content of the conductive material is in the range of 90 to 99 parts by weight, 80 to 99 parts by weight, and 50 to 99 parts by weight, the content of the polymer material is 1 to 10 parts by weight, 1 to 20 parts by weight, and 1 to 50 parts by weight, By weight of the carbon nanotube-polymer composite material.

The method according to claim 1,
A plurality of linear grooves formed at a predetermined depth are formed on one surface of the electrode,
A hole and a protrusion are formed alternately and repeatedly on a lower surface of each of the straight grooves,
Wherein the protruding portion protrudes in a direction perpendicular to the surface on which the straight groove is not formed.