KR20190071437A - Catalyst structure for synthesis of hydrogen peroxide and synthesizing apparatus for hydrogen peroxide - Google Patents

Catalyst structure for synthesis of hydrogen peroxide and synthesizing apparatus for hydrogen peroxide Download PDF

Info

Publication number
KR20190071437A
KR20190071437A KR1020170172490A KR20170172490A KR20190071437A KR 20190071437 A KR20190071437 A KR 20190071437A KR 1020170172490 A KR1020170172490 A KR 1020170172490A KR 20170172490 A KR20170172490 A KR 20170172490A KR 20190071437 A KR20190071437 A KR 20190071437A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrogen
catalyst
hydrogen peroxide
porous membrane
oxygen
Prior art date
Application number
KR1020170172490A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102038037B1 (en
Inventor
이승용
한상수
남효빈
조소혜
장호성
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020170172490A priority Critical patent/KR102038037B1/en
Publication of KR20190071437A publication Critical patent/KR20190071437A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102038037B1 publication Critical patent/KR102038037B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B01J35/04—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/48—Silver or gold
    • B01J35/023—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/40—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by dimensions, e.g. grain size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01—Hydrogen peroxide
    • C01B15/029—Preparation from hydrogen and oxygen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

Disclosed by the present invention is a hydrogen peroxide synthesis device including: a first frame which has a first accommodation unit inside and has an open unit at one side; a catalyst structure which is arranged to cover the open unit of the first frame, has a porous membrane having a first surface facing the first accommodation unit and a second surface facing the first surface, and has a catalyst for hydrogen peroxide synthesis formed on the second surface of the porous membrane; a second frame which is installed on the first frame so that a second accommodating unit is formed inside together with the catalyst structure; a hydrogen supply means which supplies hydrogen into the first accommodation unit; and an oxygen supply means which supplies oxygen into the second accommodation unit. The porous membrane is arranged to be inclined so that an angle between the normal direction of the second surface of the porous membrane and the gravity direction is an acute angle. The present invention: is able to provide a new type of a catalyst structure and a device for the direct synthesis of hydrogen peroxide; improves the synthesis efficiency of hydrogen peroxide by providing a new type of a hydrogen peroxide synthesis device having an increased probability that hydrogen gas and oxygen gas are in contact with a catalyst; enables easy recollection of unreacted gas; and is able to increase productivity since recycling is possible without separately collecting a catalyst.

Description

과산화수소 합성용 촉매 구조체 및 과산화수소 합성 장치{CATALYST STRUCTURE FOR SYNTHESIS OF HYDROGEN PEROXIDE AND SYNTHESIZING APPARATUS FOR HYDROGEN PEROXIDE}FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a catalyst structure for hydrogen peroxide synthesis and a hydrogen peroxide synthesis device for hydrogen peroxide synthesis,

본 발명은 과산화수소 합성용 촉매 구조체 및 과산화수소 합성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1 면과 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 형성되어 있는 다공성 멤브레인 및 상기 다공성 멤브레인의 제2 면에 형성되는 과산화수소 합성용 촉매를 포함하되, 상기 다공성 멤브레인의 제2 면의 법선 방향과 중력 방향이 이루는 각도가 예각이 되도록 상기 다공성 멤브레인이 경사지게 배치되는 과산화수소 합성용 촉매에 관한 것이다.The present invention relates to a catalyst structure for synthesizing hydrogen peroxide and a hydrogen peroxide synthesis apparatus, and more particularly to a porous membrane having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a second surface formed on the second surface of the porous membrane. Wherein the porous membrane is inclined so that the angle formed by the normal direction of the second surface of the porous membrane and the gravity direction is an acute angle.

과산화수소(H2O2)는 펄프 및 제지, 섬유, 수처리, 화합물 생산, 석유화학, 반도체 분야 등 다양한 산업에서 광택제, 소독제, 산화제, 연료 등으로 이용된다. 과산화수소의 생산량은 매년 증가하고 있으며, Transparency Market Research에 의하면 2023년 과산화수소의 세계 시장 규모는 약 7조 원에 달할 것으로 예상된다. 수소와 산소를 이용하여 과산화수소를 직접 합성하는 경우, 반응 자체는 간단해 보이지만, 기술적으로 어려운 반응이기 때문에 아직 상용화 공정이 개발되지 않고 있다. 그러나 종래의 비효율적인 과산화수소 합성 공정을 대체하기 위해, 과산화수소 직접 합성 공정의 개발이 필요한 실정이다.Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is used as a polishing agent, disinfectant, oxidizer, fuel in various industries such as pulp and paper, fiber, water treatment, compound production, petrochemical and semiconductor. The production of hydrogen peroxide is increasing year by year. According to Transparency Market Research, the world market of hydrogen peroxide in 2023 is expected to reach 7 trillion won. When hydrogen peroxide is directly synthesized using hydrogen and oxygen, the reaction itself seems simple, but the commercialization process has not been developed yet because it is a technically difficult reaction. However, in order to replace the conventional inefficient hydrogen peroxide synthesis process, it is necessary to develop a direct hydrogen peroxide synthesis process.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to solve all the problems described above.

또한, 본 발명은 과산화수소 직접 합성을 위한 새로운 형태의 촉매 구조체 및 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a novel type of catalyst structure and apparatus for direct synthesis of hydrogen peroxide.

또한, 본 발명은 새로운 형태의 과산화수소 합성 장치를 제공함으로써, 과산화수소 합성 효율을 향상시키고 미반응 가스의 회수 및 재활용이 용이하도록 하여 생산성을 높이는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to improve productivity of hydrogen peroxide by improving the efficiency of hydrogen peroxide synthesis and facilitating recovery and recycling of unreacted gas by providing a new type of hydrogen peroxide synthesis device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.In order to accomplish the above object, a representative structure of the present invention is as follows.

본 발명의 일 태양에 따르면, 제1 면과 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 형성되어 있는 다공성 멤브레인; 및 상기 다공성 멤브레인의 제2 면에 형성되는 과산화수소 합성용 촉매;를 포함하되, 상기 다공성 멤브레인의 제2 면의 법선 방향과 중력 방향이 이루는 각도가 예각이 되도록 상기 다공성 멤브레인이 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 촉매 구조체가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a porous membrane, comprising: a porous membrane having a first surface and a second surface opposite to the first surface; And a catalyst for synthesizing hydrogen peroxide formed on a second surface of the porous membrane, wherein the porous membrane is inclined so that the angle formed by the normal direction of the second surface of the porous membrane and the gravity direction is acute, Is provided.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 내부에 제1 수용부가 형성되어 있으며, 일면에 개구부가 형성되어 있는 제1 프레임; 상기 제1 프레임의 개구부가 덮이도록 배치되며, 상기 제1 수용부를 향하는 제1 면과 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 형성되어 있는 다공성 멤브레인 및 상기 다공성 멤브레인의 제2 면에 형성되는 과산화수소 합성용 촉매를 구비하는 촉매 구조체; 상기 촉매 구조체와 함께 내부에 제2 수용부가 형성되도록 상기 제1 프레임에 설치되는 제2 프레임; 상기 제1 수용부 내로 수소를 공급하는 수소 공급 수단; 및 상기 제2 수용부 내로 산소를 공급하는 산소 공급 수단;을 포함하되, 상기 다공성 멤브레인의 제2 면의 법선 방향과 중력 방향이 이루는 각도가 예각이 되도록 상기 다공성 멤브레인이 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a display device comprising: a first frame having a first receiving portion formed therein and having an opening formed on one surface thereof; A porous membrane having a first surface facing the first containing portion and a second surface opposed to the first surface, the porous membrane being disposed to cover the opening of the first frame, and hydrogen peroxide formed on the second surface of the porous membrane, A catalyst structure having a catalyst for synthesis; A second frame installed on the first frame to form a second accommodating portion therein together with the catalyst structure; Hydrogen supplying means for supplying hydrogen into the first containing portion; And an oxygen supplying means for supplying oxygen into the second accommodating portion, wherein the porous membrane is inclined so that the angle formed by the normal direction of the second surface of the porous membrane and the gravity direction is acute, A hydrogen peroxide synthesis device is provided.

본 발명에 따르면, 과산화수소 직접 합성을 위한 새로운 형태의 촉매 구조체 및 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, a novel type of catalyst structure and apparatus for direct synthesis of hydrogen peroxide can be provided.

또한, 수소 가스와 산소 가스가 촉매와 접촉하는 확률이 증가하는 새로운 형태의 과산화수소 합성 장치를 제공함으로써, 과산화수소 합성 효율을 향상되도록 할 수 있다.In addition, by providing a new type of hydrogen peroxide synthesis device in which the probability of the hydrogen gas and the oxygen gas being in contact with the catalyst increases, the hydrogen peroxide synthesis efficiency can be improved.

또한, 본 발명에 따른 과산화수소 합성 장치는 미반응 가스의 회수가 용이하고 별도로 촉매를 회수하지 않고 재활용이 가능하므로 생산성이 증대될 수 있다.In addition, the hydrogen peroxide synthesis apparatus according to the present invention can recover the unreacted gas easily and can be recycled without separately recovering the catalyst, so that the productivity can be increased.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 과산화수소 합성 장치에 이용되는 촉매 구조의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 과산화수소 합성 장치에 이용되는 촉매 구조의 다른 예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치를 개략적으로 나타낸 도면.1 is a schematic view of a hydrogen peroxide synthesizer according to a first embodiment of the present invention,
2 is a schematic view showing an example of a catalyst structure used in the hydrogen peroxide synthesizer of the present invention,
3 is a schematic view showing another example of the catalyst structure used in the hydrogen peroxide synthesizer of the present invention,
4 is a schematic view of a hydrogen peroxide synthesis apparatus according to a second embodiment of the present invention,
5 is a schematic view of a hydrogen peroxide synthesis device according to a third embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment.

또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치를 개략적으로 나타낸 도면을 도시하고 있다.FIG. 1 is a view schematically showing a hydrogen peroxide synthesizing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

과산화수소의 직접합성 반응은 수소와 산소를 이용한 반응으로, 반응 자체는 간단해 보이지만, 기술적으로 어려운 반응이기 때문에 아직 상용화 공정이 개발되지 않고 있다. 과산화수소의 직접 합성은 해리가 억제된 산소 분자와 해리된 수소가 촉매에 공급되는 확률이 높을수록 효율이 증가한다.Direct synthesis of hydrogen peroxide is a reaction using hydrogen and oxygen. Although the reaction itself seems simple, it is technically difficult reaction, so commercialization process has not yet been developed. Direct synthesis of hydrogen peroxide increases efficiency as the dissociation inhibited oxygen molecules and dissociated hydrogen are more likely to be supplied to the catalyst.

본 발명은 해리가 억제된 산소 분자와 해리된 수소가 공급되는 확률을 높이는 것에 관한 것으로, 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치(100)는 제1 프레임(110), 촉매 구조체(120), 제2 프레임(130), 산소 공급 수단(140), 수소 공급 수단(150) 및 수소 배출 수단(160)을 구비한다.1, the hydrogen peroxide synthesis apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes a first frame 110 (FIG. 1) and a second frame 110 A second frame 130, an oxygen supplying means 140, a hydrogen supplying means 150 and a hydrogen discharging means 160. The hydrogen supplying means 150 and the hydrogen supplying means 160 may be the same or different.

제1 프레임(110)은 내부에 제1 수용부(112)가 형성되어 있으며, 일면에 개구부(114)가 형성된다. 제1 프레임(110)은 내부가 비어있는 직육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 이 중 하나의 면 중 일부에 개구부(114)가 형성될 수 있다. 제1 프레임(110)의 재질은 제한이 없으며, 플라스틱, 금속 등으로 형성될 수 있다.The first frame 110 has a first receiving portion 112 formed therein and an opening 114 formed on one side thereof. The first frame 110 may be formed in a rectangular parallelepiped shape having an inner space, and an opening 114 may be formed in a part of one of the first and second frames. The material of the first frame 110 is not limited and may be formed of plastic, metal, or the like.

촉매 구조체(120)는 제1 프레임(110)의 개구부(114)가 덮이도록 제1 프레임(110)에 배치되며, 다공성 멤브레인(122)과 과산화수소 합성용 촉매(124)를 구비한다. 이때 다공성 멤브레인(122)의 제1 면이 제1 프레임(110)의 개구부(114)를 향하도록 배치되며, 다공성 멤브레인(122)의 제1 면과 대향하는 제2 면에 과산화수소 합성용 촉매(124)가 배치된다. 다공성 멤브레인(122)은 도 1에 도시된 바와 같이 다공성 멤브레인(122)의 제2 면의 법선 방향과 중력 방향이 이루는 각도(θ)가 예각이 되도록 경사지게 배치된다. 이와 같이 다공성 멤브레인(122)의 제2 면이 경사지게 배치될 때 산소 가스가 과산화수소 합성용 촉매(124)와 접촉하는 확률이 향상된다. 다공성 멤브레인(122)은 수소 가스가 확산하여 과산화수소 합성용 촉매(124)까지 전달될 수 있으면, 어떠한 형태이어도 관계없으며, 예컨대, AAO(Anodic Aluminum Oxide) 템플레이트(template)가 이용될 수 있다. 과산화수소 합성용 촉매(124)는 수소와 산소의 반응으로 과산화수소를 합성할 수 있는 촉매이기만 하면 어떠한 것이어도 관계없다.The catalyst structure 120 is disposed in the first frame 110 such that the opening 114 of the first frame 110 is covered with the porous membrane 122 and the catalyst 124 for synthesizing hydrogen peroxide. At this time, the first surface of the porous membrane 122 is disposed to face the opening 114 of the first frame 110, and the second surface of the porous membrane 122, which faces the first surface, . The porous membrane 122 is disposed obliquely so that the angle? Between the normal direction of the second surface of the porous membrane 122 and the gravity direction is acute, as shown in FIG. Thus, when the second surface of the porous membrane 122 is inclined, the probability that the oxygen gas contacts the hydrogen peroxide synthesis catalyst 124 is improved. The porous membrane 122 may be in any form as long as hydrogen gas can be diffused and transferred to the catalyst 124 for synthesizing hydrogen peroxide. For example, an AAO (Anodic Aluminum Oxide) template may be used. The hydrogen peroxide synthesis catalyst 124 may be any catalyst as long as it is a catalyst capable of synthesizing hydrogen peroxide by the reaction of hydrogen and oxygen.

제2 프레임(130)은 촉매 구조체(120) 및 제1 프레임(110)과 함께 내부에 제2 수용부(132)가 형성되도록 제1 프레임(110)에 배치된다. 그리고 제2 프레임(130)은 상부가 개방된 형태일 수 있다. 제2 프레임(130)의 제2 수용부(132)에는 액체(134)가 담겨있을 수 있다. 제2 프레임(130)의 재질은 제한이 없으며, 플라스틱, 금속 등으로 형성될 수 있으며, 제1 프레임(110)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.The second frame 130 is disposed on the first frame 110 so that the second accommodating portion 132 is formed therein together with the catalyst structure 120 and the first frame 110. And the second frame 130 may have a top open configuration. The liquid 134 may be contained in the second accommodating portion 132 of the second frame 130. The material of the second frame 130 is not limited and may be formed of plastic, metal, or the like, and may be formed of the same material as the first frame 110.

산소 공급 수단(140)은 제2 프레임(130)의 제2 수용부(132)로 산소를 공급하는 수단이다. 산소 공급 수단(140)은 제2 수용부(132) 내로 산소를 공급할 수 있으면 어떠한 수단이 채용되어도 관계없으며, 예컨대 인젝터(injector) 형태일 수 있다. 이때 산소 공급 수단(140)에 의해 공급된 산소가 상부로 빠져나가면서 촉매 구조체(120)와 접촉될 확률이 증가하도록, 산소 공급 수단(140)은 제2 프레임(130)의 하부에 촉매 구조체(120)와 인접하게 설치될 수 있다.The oxygen supplying means 140 is means for supplying oxygen to the second accommodating portion 132 of the second frame 130. [ The oxygen supplying means 140 may supply oxygen into the second accommodating portion 132, and any means may be employed, for example, an injector. The oxygen supplying means 140 may be disposed at a lower portion of the second frame 130 so as to increase the probability of the oxygen supplied by the oxygen supplying means 140 to contact with the catalyst structure 120 120, respectively.

수소 공급 수단(150)은 제1 프레임(110)의 제1 수용부(112)로 수소를 공급하는 수단이다. 수소 공급 수단(150)은 제1 수용부(112) 내로 수소를 공급할 수 있으면 어떠한 수단이 채용되어도 관계없으며, 예컨대 인젝터 형태일 수 있다. 그리고 수소 배출 수단(160)은 제1 수용부(112)에 공급된 수소를 배출하는 수단이다. 수소 배출 수단(160)은 제1 수용부(112) 내의 수소를 배출할 수만 있으면 어떠한 수단이 채용되어도 관계없으며, 예컨대 관 형상일 수 있다. 이때, 수소 공급 수단(150)에 의해 공급된 산소가 수소 배출 수단(160)에 의해 배출되는 동안 촉매 구조체(120)와 접촉될 확률이 증가하도록, 수소 공급 수단(150)은 제1 프레임(110)의 하부에 개구부(114)와 인접하게 설치될 수 있으며, 수소 배출 수단(160)은 제1 프레임(110)의 상부에 개구부(114)와 인접하게 설치될 수 있다.The hydrogen supplying means 150 is means for supplying hydrogen to the first accommodating portion 112 of the first frame 110. [ The hydrogen supply means 150 may be any type of injector, for example, as long as hydrogen can be supplied into the first accommodating portion 112. The hydrogen discharging means 160 is a means for discharging the hydrogen supplied to the first accommodating portion 112. The hydrogen discharging means 160 may be of a tubular shape as long as it can discharge hydrogen in the first accommodating portion 112 regardless of whether any means is employed. At this time, the hydrogen supply means 150 is arranged in the first frame 110 (not shown) such that the probability that the oxygen supplied by the hydrogen supply means 150 is contacted with the catalyst structure 120 while being discharged by the hydrogen discharge means 160 is increased. And the hydrogen exhausting means 160 may be installed adjacent to the opening 114 on the upper portion of the first frame 110. [

도 1에 도시된 과산화수소 합성 장치(100)에서 수소 가스는 제1 프레임(110)의 제1 수용부(112)로 공급된 후, 촉매 구조체(120)의 다공성 멤브레인(122)을 통해 확산하여 과산화수소 합성용 촉매(124)로 전달된다. 그리고 산소 가스는 제2 프레임(130)의 제2 수용부(132)로 공급되어 과산화수소 합성용 촉매(124)와 접촉하게 된다. 이와 같이 과산화수소 합성용 촉매(124)에 전달된 수소 가스와 산소 가스가 반응하여 과산화수소 합성용 촉매(124)에 의해 과산화수소가 합성된다. 이러한 과산화수소 합성 장치(100)는 다공성 멤브레인(122)의 제2 면의 법선 방향과 중력 방향이 이루는 각도(θ)가 예각을 이루고 있으므로, 제2 수용부(132) 내에 담겨 있는 액체(134)로 공급된 산소 가스가 다공성 멤브레인(122)의 제2 면에 형성된 과산화수소 합성용 촉매(124)와 접촉될 확률이 증가하게 된다. 또한, 제1 수용부(112)에 공급된 수소 가스가 다공성 멤브레인(122)을 통해 과산화수소 합성용 촉매(124)에 전달될 때, 과산화수소 합성용 촉매(124)와 접하고 있는 액체(134)에 의해 전달된 수소 가스가 과산화수소 합성용 촉매(124) 주변에 머무르는 시간이 길어지므로, 과산화수소 합성용 촉매(124)와 접촉하는 확률이 증가하게 된다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치(100)는 과산화수소 합성용 촉매(124)와 산소 가스 및 수소 가스가 접촉하는 확률이 극대화되므로, 과산화수소 합성 효율이 증가하게 된다. 또한, 미반응 수소 가스는 수소 배출 수단(160)을 통해 용이하게 회수가 가능하며, 미반응 산소 가스는 제2 수용부(132)에 담겨 있는 액체(134)를 빠져나오는 기포를 회수함으로써 용이하게 회수할 수 있다. 그리고 본 발명에 이용되는 촉매 구조체(120)는 분말 형태의 촉매를 사용하는 것이 아니므로 별도로 촉매를 회수할 필요가 없으며 재활용하기에도 용이하다.1, the hydrogen gas is supplied to the first receiving portion 112 of the first frame 110 and then diffused through the porous membrane 122 of the catalyst structure 120 to form hydrogen peroxide And transferred to the synthesis catalyst 124. The oxygen gas is supplied to the second accommodating portion 132 of the second frame 130 to come into contact with the hydrogen peroxide synthesis catalyst 124. The hydrogen gas transferred to the hydrogen peroxide synthesis catalyst 124 reacts with the oxygen gas and the hydrogen peroxide is synthesized by the hydrogen peroxide synthesis catalyst 124. Since the hydrogen peroxide synthesizer 100 has an acute angle formed by the normal direction of the second surface of the porous membrane 122 and the direction of the gravity, the liquid 134 contained in the second accommodating portion 132 The probability that the supplied oxygen gas comes into contact with the catalyst 124 for synthesizing hydrogen peroxide formed on the second surface of the porous membrane 122 is increased. When the hydrogen gas supplied to the first accommodating portion 112 is transferred to the hydrogen peroxide synthesis catalyst 124 through the porous membrane 122, the liquid 134 in contact with the hydrogen peroxide- The time taken for the delivered hydrogen gas to stay around the hydrogen peroxide synthesis catalyst 124 becomes longer, so that the probability of contact with the hydrogen peroxide synthesis catalyst 124 increases. That is, the hydrogen peroxide synthesis device 100 according to the first embodiment of the present invention maximizes the probability of contact between the hydrogen peroxide synthesis catalyst 124 and the oxygen gas and the hydrogen gas, thereby increasing the hydrogen peroxide synthesis efficiency. The unreacted hydrogen gas can be easily recovered through the hydrogen discharging means 160. Unreacted oxygen gas can be easily recovered by recovering the bubbles coming out of the liquid 134 contained in the second containing portion 132 Can be recovered. Since the catalyst structure 120 used in the present invention does not use a catalyst in the form of powder, it is not necessary to separately recover the catalyst and it is easy to recycle.

본 발명의 실시예에 이용될 수 있는 촉매 구조체(120)의 두 가지의 예를 도 2와 도 3에 도시하였다.Two examples of catalyst structures 120 that may be used in embodiments of the present invention are shown in Figures 2 and 3.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 이용되는 촉매 구조체(120a)의 일 예는 AAO 템플레이트(122a) 상에 팔라듐(Pd) 촉매(124a)가 형성된 형태일 수 있다. 팔라듐 촉매(124a)는 산소 분자의 해리를 억제하는 기능과 수소 분자를 해리시키는 기능을 동시에 가지므로, 과산화수소 직접 합성 반응에 활성을 갖는 촉매이다. 따라서 AAO 템플레이트(122a)를 통해 확산되어 전달된 수소 가스와 제2 수용부(132)에 담겨 있는 액체(134)를 통해 공급되는 산소 가스가 팔라듐 촉매(124a)에서 반응하여 과산화수소가 합성될 수 있다.Referring to FIG. 2, an example of the catalyst structure 120a used in the embodiment of the present invention may be a palladium (Pd) catalyst 124a formed on the AAO template 122a. The palladium catalyst (124a) has a function of inhibiting dissociation of oxygen molecules and a function of dissociating hydrogen molecules, and thus is a catalyst having activity in the direct synthesis of hydrogen peroxide. Therefore, the hydrogen gas diffused and delivered through the AAO template 122a and the oxygen gas supplied through the liquid 134 contained in the second accommodating portion 132 react with the palladium catalyst 124a to synthesize the hydrogen peroxide .

다음으로, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 이용되는 촉매 구조체(120b)의 다른 예는 AAO 템플레이트(122b) 상에 수소 분자 해리 촉매(126b)와 산소 분자 해리 억제 촉매(128b)가 순차적으로 적층된 형태일 수 있다. 그리고 적층된 수소 분자 해리 촉매(126b)와 산소 분자 해리 억제 촉매(128b)가 과산화수소 합성용 촉매(124b)를 이룬다. 수소 분자 해리 촉매(126a)는 AAO 템플레이트(122b)를 통해 확산되어 전달된 수소 가스를 해리시키기 위한 촉매로, 수소 분자의 해리에 이용될 수 있는 촉매이기만 하면 특별히 제한은 없으며, 예컨대, 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 백금(Pt)이나 이들의 조합 등이 이용될 수 있다. 산소 분자 해리 억제 촉매(128b)는 제2 수용부(132)에 담겨 있는 액체(134)를 통해 공급되는 산소 가스의 해리를 억제하는 촉매로, 산소 분자의 해리를 억제할 수 있는 촉매이기만 하면 특별히 제한은 없으며, 예컨대, 은(Ag), 금(Au)이나 이들의 조합 등이 이용될 수 있다. 이와 같은 구조를 갖는 과산화수소 합성용 촉매(124b)는 산소 분자 해리 억제 촉매(128b)와 수소 분자 해리 촉매(126b)의 계면에서 산소 분자와 해리된 수소가 반응하여 과산화수소가 합성될 수 있다. 이때 산소 분자 해리 억제 촉매(128b)가 나노와이어(nanowire)이거나 나노점(nanodot)의 어레이(array) 형태로 형성되면, 산소 분자 해리 억제 촉매(128b)와 수소 분자 해리 촉매(126b)의 계면의 면적이 증가하므로, 과산화수소 합성 효율이 증가하게 된다. 또한, 산소 분자 해리 억제 촉매(128b)가 나노와이어 또는 나노점의 어레이 형태인 경우, 요철에 의해 제2 수용부(132)에 담겨 있는 액체(134)를 통해 공급되는 산소 가스의 체류 시간이 증가할 수도 있다. 그리고 산소 분자 해리 억제 촉매(128b)가 나노와이어 형태로 형성될 경우, 이 나노와이어는 수직한 방향이나 수평한 방향 어느 방향으로 배열되어도 된다. 3, another example of the catalyst structure 120b used in the embodiment of the present invention includes a hydrogen molecule dissociation catalyst 126b and an oxygen molecule dissociation suppression catalyst 128b on the AAO template 122b And may be in the form of a sequentially stacked layer. The stacked hydrogen molecule dissociation catalyst 126b and the oxygen molecule dissociation suppression catalyst 128b constitute the hydrogen peroxide synthesis catalyst 124b. The hydrogen molecule dissociation catalyst 126a is a catalyst for dissociating the hydrogen gas diffused through the AAO template 122b, and is not particularly limited as long as it is a catalyst that can be used for dissociation of hydrogen molecules. For example, rhodium (Rh ), Iridium (Ir), platinum (Pt), a combination thereof, or the like can be used. The oxygen molecule dissociation suppressing catalyst 128b is a catalyst that suppresses the dissociation of oxygen gas supplied through the liquid 134 contained in the second containing portion 132 and is a catalyst capable of suppressing the dissociation of oxygen molecules. There is no limitation, and for example, silver (Ag), gold (Au), a combination thereof, or the like may be used. The hydrogen peroxide synthesis catalyst 124b having such a structure can synthesize hydrogen peroxide by reacting oxygen molecules and dissociated hydrogen at the interface between the oxygen molecule dissociation suppressing catalyst 128b and the hydrogen molecule dissociation catalyst 126b. At this time, if the oxygen molecule dissociation suppressing catalyst 128b is formed in the form of a nanowire or an array of nanodots, the interface between the oxygen molecule dissociation suppressing catalyst 128b and the hydrogen molecule dissociation catalyst 126b As the area increases, the hydrogen peroxide synthesis efficiency increases. When the oxygen molecule dissociation restraining catalyst 128b is in the form of a nanowire or nano dot array, the residence time of the oxygen gas supplied through the liquid 134 contained in the second accommodating portion 132 is increased You may. When the oxygen molecule dissociation restraining catalyst 128b is formed in the form of nanowires, the nanowires may be arranged in either a vertical direction or a horizontal direction.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.4 is a schematic view of a hydrogen peroxide synthesizer according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치(200)는 제1 프레임(210), 촉매 구조체(220), 제2 프레임(230), 산소 공급 수단(240), 수소 공급 수단(250), 수소 배출 수단(260) 및 수소 기류 유도관(270)을 구비한다.4, the hydrogen peroxide synthesis apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention includes a first frame 210, a catalyst structure 220, a second frame 230, an oxygen supply means 240, A supply means 250, a hydrogen discharge means 260, and a hydrogen flow induction pipe 270.

본 발명의 제2 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치(200)에 구비되는 제1 프레임(210), 촉매 구조체(220), 제2 프레임(230), 산소 공급 수단(240), 수소 공급 수단(250) 및 수소 배출 수단(260)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치(100)에 구비되는 제1 프레임(110), 촉매 구조체(120), 제2 프레임(130), 산소 공급 수단(140), 수소 공급 수단(150) 및 수소 배출 수단(160)과 그 기능과 구성이 대응되므로, 도 1과 그에 따른 설명으로 대체하고 자세한 설명은 생략한다.The first frame 210, the catalyst structure 220, the second frame 230, the oxygen supply means 240, the hydrogen supply means 250 (250), and the hydrogen supply means 250 (250) provided in the hydrogen peroxide synthesis apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention. And the hydrogen discharging means 260 are connected to the first frame 110, the catalyst structure 120, the second frame 130, the oxygen supplying means 130, and the oxygen supplying means 140 provided in the hydrogen peroxide synthesizing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention. The hydrogen supplying means 150, and the hydrogen discharging means 160 correspond to the function and the configuration of the hydrogen supplying means 140, the hydrogen supplying means 150, and the hydrogen discharging means 160, respectively.

수소 기류 유도관(270)은 수소 공급 수단(250)과 수소 배출 수단(260)을 연결하도록 제1 수용부(212) 내에 설치된다. 이를 통해, 수소 공급 수단(250)으로부터 제1 수용부(212) 내로 공급된 수소 가스가 다공성 멤브레인(222)의 제1 면과 접촉되는 확률이 증가될 수 있다. 결국, 수소 기류 유도관(270)에 의해 다공성 멤브레인(222)을 통해 과산화수소 합성용 촉매(224)에 전달되는 수소 가스의 양이 증가하므로, 과산화수소 합성 효율이 증가할 수 있게 된다.The hydrogen flow induction pipe 270 is installed in the first accommodating portion 212 to connect the hydrogen supply means 250 and the hydrogen discharge means 260. Thereby, the probability that the hydrogen gas supplied from the hydrogen supply means 250 into the first accommodating portion 212 is in contact with the first surface of the porous membrane 222 can be increased. As a result, the amount of hydrogen gas transferred to the hydrogen peroxide synthesis catalyst 224 through the porous membrane 222 is increased by the hydrogen flow induction pipe 270, so that the hydrogen peroxide synthesis efficiency can be increased.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.5 is a schematic view of a hydrogen peroxide synthesizer according to a third embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치(300)는 제1 프레임(310), 촉매 구조체(320), 제2 프레임(330), 산소 공급 수단(340), 수소 공급 수단(350), 수소 배출 수단(360) 및 수소 유량 제어 수단(370)을 구비한다.5, the hydrogen peroxide synthesis apparatus 300 according to the third embodiment of the present invention includes a first frame 310, a catalyst structure 320, a second frame 330, an oxygen supply means 340, A supply means 350, a hydrogen discharge means 360 and a hydrogen flow rate control means 370.

본 발명의 제3 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치(300)에 구비되는 제1 프레임(310), 촉매 구조체(320), 제2 프레임(330), 산소 공급 수단(340), 수소 공급 수단(350) 및 수소 배출 수단(360)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과산화수소 합성 장치(100)에 구비되는 제1 프레임(110), 촉매 구조체(120), 제2 프레임(130), 산소 공급 수단(140), 수소 공급 수단(150) 및 수소 배출 수단(160)과 그 기능과 구성이 대응되므로, 도 1과 그에 따른 설명으로 대체하고 자세한 설명은 생략한다.The first frame 310, the catalyst structure 320, the second frame 330, the oxygen supply means 340, the hydrogen supply means 350 (FIG. 3) provided in the hydrogen peroxide synthesizer 300 according to the third embodiment of the present invention, And the hydrogen discharge means 360 are connected to the first frame 110, the catalyst structure 120, the second frame 130, the oxygen supply means 160, and the oxygen supply means 160 provided in the hydrogen peroxide synthesizer 100 according to the first embodiment of the present invention. The hydrogen supplying means 150, and the hydrogen discharging means 160 correspond to the function and the configuration of the hydrogen supplying means 140, the hydrogen supplying means 150, and the hydrogen discharging means 160, respectively.

수소 유량 제어 수단(370)은 제1 수용부(312) 내에 설치되어, 수소 공급 수단(350)을 통해 공급된 수소 가스의 유량, 유속, 진행 방향 등을 제어한다. 특히, 수소 유량 제어 수단(370)은 개구부(314)에 의해 표면이 노출되어 있는 다공성 멤브레인(322)의 제1 면으로 향하는 수소의 유량이 증가되도록 한다. 이를 통해, 수소 공급 수단(350)으로부터 제1 수용부(312) 내로 공급된 수소 가스가 다공성 멤브레인(322)의 제1 면과 접촉되는 확률이 증가될 수 있다. 결국, 수소 유량 제어 수단(370)에 의해 다공성 멤브레인(322)을 통해 과산화수소 합성용 촉매(324)에 전달되는 수소 가스의 양이 증가하므로, 과산화수소 합성 효율이 증가할 수 있게 된다. 이때, 수소 유량 제어 수단(370)은 도 5에 도시된 바와 같은 형태의 프로펠러일 수 있으며, 이 프로펠러로 다공성 멤브레인(322)의 제1 면으로 향하는 기류를 만들어 다공성 멤브레인(322)의 제1 면으로 향하는 수소의 유량이 증가되도록 할 수 있다.The hydrogen flow rate control means 370 is installed in the first accommodating portion 312 and controls the flow rate, flow rate, traveling direction, etc. of the hydrogen gas supplied through the hydrogen supply means 350. In particular, the hydrogen flow rate control means 370 allows the flow rate of hydrogen to be directed toward the first surface of the porous membrane 322 whose surface is exposed by the opening 314. Thereby, the probability that the hydrogen gas supplied from the hydrogen supply means 350 into the first accommodating portion 312 is in contact with the first surface of the porous membrane 322 can be increased. As a result, the amount of hydrogen gas transferred to the hydrogen peroxide synthesis catalyst 324 through the porous membrane 322 is increased by the hydrogen flow rate control means 370, so that the hydrogen peroxide synthesis efficiency can be increased. The flow rate control means 370 may be a propeller of the type shown in FIG. 5 to create an airflow directed to the first surface of the porous membrane 322 with the propeller, So that the flow rate of the hydrogen flowing toward the hydrogen storage tank can be increased.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.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, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

Claims (18)

제1 면과 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 형성되어 있는 다공성 멤브레인; 및
상기 다공성 멤브레인의 제2 면에 형성되는 과산화수소 합성용 촉매;를 포함하며,
상기 다공성 멤브레인의 제2 면의 법선 방향과 중력 방향이 이루는 각도가 예각이 되도록 상기 다공성 멤브레인이 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 촉매 구조체.A porous membrane having a first surface and a second surface opposite to the first surface; And
And a catalyst for synthesizing hydrogen peroxide formed on the second surface of the porous membrane,
Wherein the porous membrane is disposed obliquely so that an angle formed by the normal direction of the second surface of the porous membrane and the gravity direction is an acute angle. 제1항에 있어서,
상기 과산화수소 합성용 촉매는 수소와 산소를 반응으로 과산화수소를 합성하는 촉매로,
수소는 상기 다공성 멤브레인의 제1 면을 통해 상기 과산화수소 합성용 촉매로 공급되고,
산소는 상기 과산화수소 합성용 촉매 상으로 공급되는 것을 특징으로 하는 촉매 구조체.The method according to claim 1,
The catalyst for synthesizing hydrogen peroxide is a catalyst for synthesizing hydrogen peroxide by the reaction of hydrogen and oxygen,
Hydrogen is supplied to the catalyst for synthesizing hydrogen peroxide through the first surface of the porous membrane,
Wherein oxygen is supplied onto the catalyst for synthesizing hydrogen peroxide. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 과산화수소 합성용 촉매는 팔라듐(Pd)인 것을 특징으로 하는 촉매 구조체.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the catalyst for hydrogen peroxide synthesis is palladium (Pd). 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 과산화수소 합성용 촉매는,
수소 분자 해리 촉매와 산소 분자 해리 억제 촉매가 상기 다공성 멤브레인의 제2 면에 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 촉매 구조체.3. The method according to claim 1 or 2,
The catalyst for synthesizing hydrogen peroxide,
Wherein a hydrogen molecule dissociation catalyst and an oxygen molecule dissociation suppression catalyst are sequentially formed on the second surface of the porous membrane. 제4항에 있어서,
상기 수소 분자 해리 촉매는 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 촉매 구조체.5. The method of claim 4,
Wherein the hydrogen molecule dissociation catalyst is at least one of rhodium (Rh), iridium (Ir), and platinum (Pt). 제4항에 있어서,
상기 산소 분자 해리 억제 촉매는 은(Ag) 및 금(Au) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 촉매 구조체.5. The method of claim 4,
Wherein the oxygen molecule dissociation inhibiting catalyst is at least one of silver (Ag) and gold (Au). 제4항에 있어서,
상기 산소 분자 해리 억제 촉매는,
상기 수소 분자 해리 촉매 상에 형성된, 나노와이어(nanowire)이거나 나노점(nanodot)의 어레이(array)인 것을 특징으로 하는 촉매 구조체.5. The method of claim 4,
The oxygen molecule dissociation-inhibiting catalyst may include,
Wherein the catalyst structure is a nanowire or an array of nanodots formed on the hydrogen molecule dissociation catalyst. 내부에 제1 수용부가 형성되어 있으며, 일면에 개구부가 형성되어 있는 제1 프레임;
상기 제1 프레임의 개구부가 덮이도록 배치되며, 상기 제1 수용부를 향하는 제1 면과 상기 제1 면과 대향하는 제2 면이 형성되어 있는 다공성 멤브레인 및 상기 다공성 멤브레인의 제2 면에 형성되는 과산화수소 합성용 촉매를 구비하는 촉매 구조체;
상기 촉매 구조체와 함께 내부에 제2 수용부가 형성되도록 상기 제1 프레임에 설치되는 제2 프레임;
상기 제1 수용부 내로 수소를 공급하는 수소 공급 수단; 및
상기 제2 수용부 내로 산소를 공급하는 산소 공급 수단;을 포함하며,
상기 다공성 멤브레인의 제2 면의 법선 방향과 중력 방향이 이루는 각도가 예각이 되도록 상기 다공성 멤브레인이 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치.A first frame having a first receiving portion formed therein and having an opening formed on one surface thereof;
A porous membrane having a first surface facing the first containing portion and a second surface opposed to the first surface, the porous membrane being disposed to cover the opening of the first frame, and hydrogen peroxide formed on the second surface of the porous membrane, A catalyst structure having a catalyst for synthesis;
A second frame installed on the first frame to form a second accommodating portion therein together with the catalyst structure;
Hydrogen supplying means for supplying hydrogen into the first containing portion; And
And oxygen supplying means for supplying oxygen into the second containing portion,
Wherein the porous membrane is inclined so that the angle formed by the normal direction of the second surface of the porous membrane and the gravity direction is acute. 제8항에 있어서,
상기 제2 수용부 내에는 액체가 담겨 있는 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치.9. The method of claim 8,
And a liquid is contained in the second containing portion. 제8항에 있어서,
상기 산소 공급 수단은 상기 제2 프레임의 하부에 상기 촉매 구조체와 인접하게 설치되고,
상기 수소 공급 수단은 상기 제1 프레임의 하부에 상기 개구부와 인접하게 설치되는 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the oxygen supply means is disposed adjacent to the catalyst structure at a lower portion of the second frame,
Wherein the hydrogen supply means is disposed adjacent to the opening portion at a lower portion of the first frame. 제10항에 있어서,
상기 제1 수용부 내에 공급된 수소를 배출하는 수소 배출 수단을 더 구비하고,
상기 수소 배출 수단은 상기 제1 프레임의 상부에 상기 개구부와 인접하게 설치되는 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치.11. The method of claim 10,
Further comprising a hydrogen discharging means for discharging the hydrogen supplied into the first containing portion,
Wherein the hydrogen discharge means is installed adjacent to the opening on the top of the first frame. 제11항에 있어서,
상기 수소 공급 수단을 통해 상기 제1 수용부 내로 공급된 수소가 상기 다공성 멤브레인의 제1 면과의 접촉이 증가되도록 상기 제1 수용부 내에 설치되며, 상기 수소 공급 수단과 상기 수소 배출 수단을 연결하는 수소 기류 유도관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치. 12. The method of claim 11,
Wherein hydrogen is supplied into the first accommodating portion through the hydrogen supplying means to increase contact with the first surface of the porous membrane, Wherein the hydrogen peroxide generator further comprises a hydrogen flow induction pipe. 제11항에 있어서,
상기 수소 공급 수단을 통해 상기 제1 수용부 내로 공급된 수소 중 상기 다공성 멤브레인의 제1 면으로 향하는 수소의 유량이 증가되도록 상기 제1 수용부 내에 설치되는 수소 유량 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치.12. The method of claim 11,
And hydrogen flow rate control means provided in the first accommodating portion such that the flow rate of hydrogen toward the first surface of the porous membrane among the hydrogen supplied into the first accommodating portion through the hydrogen supplying means is increased. Hydrogen peroxide. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 과산화수소 합성용 촉매는 팔라듐(Pd)인 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치.14. The method according to any one of claims 8 to 13,
Wherein the hydrogen peroxide synthesis catalyst is palladium (Pd). 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 과산화수소 합성용 촉매는,
수소 분자 해리 촉매와 산소 분자 해리 억제 촉매가 상기 다공성 멤브레인의 제2 면 상에 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치.14. The method according to any one of claims 8 to 13,
The catalyst for synthesizing hydrogen peroxide,
Wherein a hydrogen molecule dissociation catalyst and an oxygen molecule dissociation suppression catalyst are sequentially formed on the second surface of the porous membrane. 제15항에 있어서,
상기 수소 분자 해리 촉매는 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치.16. The method of claim 15,
Wherein the hydrogen molecule dissociation catalyst is at least one of rhodium (Rh), iridium (Ir), and platinum (Pt). 제15항에 있어서,
상기 산소 분자 해리 억제 촉매는 은(Ag) 및 금(Au) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치.16. The method of claim 15,
Wherein the oxygen molecule dissociation inhibiting catalyst is at least one of silver (Ag) and gold (Au). 제15항에 있어서,
상기 산소 분자 해리 억제 촉매는,
상기 수소 분자 해리 촉매 상에 형성된, 나노와이어(nanowire)이거나 나노점(nanodot)의 어레이(array)인 것을 특징으로 하는 과산화수소 합성 장치.16. The method of claim 15,
The oxygen molecule dissociation-inhibiting catalyst may include,
Characterized in that the hydrogen peroxide generator is an array of nanowires or nanodots formed on the hydrogen molecule dissociation catalyst.
KR1020170172490A 2017-12-14 2017-12-14 Catalyst structure for synthesis of hydrogen peroxide and synthesizing apparatus for hydrogen peroxide KR102038037B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170172490A KR102038037B1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Catalyst structure for synthesis of hydrogen peroxide and synthesizing apparatus for hydrogen peroxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170172490A KR102038037B1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Catalyst structure for synthesis of hydrogen peroxide and synthesizing apparatus for hydrogen peroxide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190071437A true KR20190071437A (en) 2019-06-24
KR102038037B1 KR102038037B1 (en) 2019-10-30

Family

ID=67055948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170172490A KR102038037B1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 Catalyst structure for synthesis of hydrogen peroxide and synthesizing apparatus for hydrogen peroxide

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102038037B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002201009A (en) * 2000-12-28 2002-07-16 Nok Corp Production method of hydrogen peroxide
KR20170133179A (en) * 2016-05-25 2017-12-05 재단법인대구경북과학기술원 Hierarchical NiCo2S4 Nanowire Arrays Supported on Ni Foam: An Efficient and Durable Bifunctional Electrocatalyst for Oxygen and Hydrogen Evolution Reactions

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002201009A (en) * 2000-12-28 2002-07-16 Nok Corp Production method of hydrogen peroxide
KR20170133179A (en) * 2016-05-25 2017-12-05 재단법인대구경북과학기술원 Hierarchical NiCo2S4 Nanowire Arrays Supported on Ni Foam: An Efficient and Durable Bifunctional Electrocatalyst for Oxygen and Hydrogen Evolution Reactions

Also Published As

Publication number Publication date
KR102038037B1 (en) 2019-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Reorganization of interfacial water by an amphiphilic cationic surfactant promotes CO2 reduction
Zhang et al. Synthesis of titania-supported platinum catalyst: the effect of pH on morphology control and valence state during photodeposition
Roldan Cuenya Metal nanoparticle catalysts beginning to shape-up
JP5456785B2 (en) Gas generating apparatus and gas generating method
US20240003017A1 (en) Electrochemical cells and electrochemical methods
Ham et al. Geometric parameter effects on ensemble contributions to catalysis: H2O2 formation from H2 and O2 on AuPd alloys. A first principles study
Jones Catalysis in Organic Syntheses
Chang et al. Theoretical studies on the synergetic effects of Au–Pd bimetallic catalysts in the selective oxidation of methanol
EP0040243A1 (en) Process and apparatus for producing metals at porous hydrophobic catalytic barriers.
EP0415448A1 (en) Process for making hydrogen peroxide
CN106661742A (en) Electrolysis device
TR200200545T2 (en) Rhodium / inorganic iodide catalyst system.
CN101953006A (en) Fuel cell, and method for manufacturing the same
KR20190071437A (en) Catalyst structure for synthesis of hydrogen peroxide and synthesizing apparatus for hydrogen peroxide
JP2002516755A (en) Water electrolysis fluid management system
Goliaei et al. Structure and electronic properties of small silver–gold clusters on titania photocatalysts for H2O2 production: an investigation with density functional theory
BR9809715A (en) Catalyst for production of vinyl acetate by reaction of ethylene, oxygen and acetic acid and process for the production of the same
TW200409396A (en) Electrochemical cell
JP2004292284A (en) Hydrogen generator
CN105797777B (en) A kind of immobilized platiniferous hydrosilylation catalyst of silica and preparation method and application
CN110291228A (en) The electrolysis unit of electrolyte
Patrick Sullivan Reduction of carbon dioxide with platinum metals electrocatalysts
DE69810573D1 (en) Catalytic hydroreformation processes
RU2014140516A (en) CHAIN MODIFICATION OF GAS-METHANE USING ELECTROCHEMICAL ACTIVATION IN AQUEOUS ENVIRONMENT AT A THREE-PHASE SECTION BORDER
Vassiliev et al. General scheme of adsorption, electroreduction and catalytic hydrogenation of nitro-compounds of platinum—I. Kinetics and mechanism of adsorption

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant