KR20200125862A - Carbon-oxygen generating device - Google Patents

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KR20200125862A
KR20200125862A KR1020190049166A KR20190049166A KR20200125862A KR 20200125862 A KR20200125862 A KR 20200125862A KR 1020190049166 A KR1020190049166 A KR 1020190049166A KR 20190049166 A KR20190049166 A KR 20190049166A KR 20200125862 A KR20200125862 A KR 20200125862A
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김준성
샤징윈
전우빈
나상경
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention is configured to provide a carbon and oxygen generating device for generating carbon by electrochemical conversion of carbon dioxide, taking out the generated carbon from electrolyte, and cooling the taken carbon while separating the inside of a crucible from the outside. To this end, the device for generating carbon and oxygen by electrochemically converting carbon dioxide according to the present invention includes: a crucible containing electrolyte and having a sliding groove formed along an inner circumference thereof; a blocking tube installed to elevate and descend on the sliding groove, and formed with a plurality of locking projections on an inner circumferential surface thereof; a cover shielding the crucible and having a hook hooked on each of the locking projections; a first tube assembly installed inside the crucible through the cover, enabling supply and discharging of carbon dioxide, and contacting with the electrolyte through an inserted reduction electrode; a second tube into which an oxide electrode is inserted to contact with the electrolyte; a third tube capable of supplying nitrogen; and a fourth tube capable of discharging nitrogen and oxygen, wherein the blocking tube rises together when the cover ascends to block an inflow of air from outside, so that carbon generated in the reduction electrode is taken out of the electrolyte.

Description

탄소 및 산소 생성장치{Carbon-oxygen generating device}Carbon-oxygen generating device

본 발명은 이산화탄소의 전기화학적 전환을 통해 탄소 및 산소를 생성하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing carbon and oxygen through electrochemical conversion of carbon dioxide.

급격한 산업화 및 경제 활동으로 인해 화석연료 의 사용량은 증가하였고, 대기 중으로 배출되는 이산화탄소의 양도 점점 증가하고 있다.Due to rapid industrialization and economic activity, the use of fossil fuels has increased, and the amount of carbon dioxide released into the atmosphere is also increasing.

이산화탄소 배출의 증가는 지구 온난화 현상을 발생시켰으며, 빙하 감소로 인한 해수면 상승 및 사막화 현상 가속, 온도 상승으로 인한 생태계 변화 등의 문제를 일으켰다.The increase in carbon dioxide emissions caused global warming, causing problems such as sea level rise due to glaciers reduction, acceleration of desertification, and ecosystem change due to temperature rise.

이러한 문제를 해결하기 위해 전 세계적으로 이산화탄소 배출을 규제하고 있으며, 규제 대응을 위한 이산화탄소 저감 기술 개발의 필요성이 제기되었다.In order to solve this problem, carbon dioxide emission is regulated worldwide, and the need to develop carbon dioxide reduction technology for regulatory response has been raised.

이산화탄소를 저감하는 다양한 기술 중 이산화탄소를 유용한 탄소화합물로 재자원화할 수 있는 이산화탄소 전환 기술이 있다.Among various technologies for reducing carbon dioxide, there is a carbon dioxide conversion technology that can recycle carbon dioxide into useful carbon compounds.

이를 통해 온실가스의 감소와 고부가 가치의 화합물 생성 및 신재생에너지의 저장 기술과 연계가 가능하므로 전 세계적으로 관심이 커지고 있는 실정이다.Through this, it is possible to reduce greenhouse gases, generate high value-added compounds, and connect with storage technology of new and renewable energy, so there is a growing interest worldwide.

이러한 전환 방법은 생물학적 전환과 화학적 전환으로 나누어지며, 화학적 전환은 에너지원에 따라 열 촉매화학, 전기화학, 광화학 전환 등으로 분류되며, 이 중 전기화학적 전환은 전해질 및 전압 조건에 따라 폴리카보나이트, 포름알데히드, 메탄올등 다양한 종류의 탄소화합물을 생성되고, 리튬을 포함한 전해질을 사용하면 이산화탄소를 고체 탄소로 전환할 수 있게 된다.These conversion methods are divided into biological conversion and chemical conversion, and chemical conversion is classified into thermal catalytic chemistry, electrochemistry, and photochemical conversion, depending on the energy source, among which electrochemical conversion is polycarbonate or form depending on the electrolyte and voltage conditions. Various kinds of carbon compounds such as aldehyde and methanol are produced, and carbon dioxide can be converted into solid carbon by using an electrolyte containing lithium.

종래의 전기화학적 전환 장치는 도가니, 커버, 전극 및 가열로 등을 포함하여 구성된다. 도가니는 알루미나 재질로 이루어져 내부에 전해질이 담겨지며, 커버에 의해 차폐되고 전극이 커버를 통해 도가니의 내부에 설치된다. 이 전해질은 Li2CO3, NaCO3, K2CO3, K2CO3 또는 이들의 혼합염으로 이루어지는 용융탄산염을 포함하여 이루어진다. 그리고 전극은 환원극(cathode)과 산화극(anode)으로 구비되며 이들은 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 또는 이리듐(Ir) 등으로 이루어질 수 있다. 이와 함께 가열로는 도가니를 일정 온도로 가열하여 전해질을 용융시키고 일정 온도가 유지되게끔 한다.A conventional electrochemical conversion device comprises a crucible, a cover, an electrode, and a heating furnace. The crucible is made of an alumina material, and the electrolyte is contained therein, shielded by a cover, and an electrode is installed inside the crucible through the cover. This electrolyte is Li 2 CO 3 , It comprises a molten carbonate consisting of NaCO 3 , K 2 CO 3 , K 2 CO 3 or a mixed salt thereof. And the electrode is provided with a cathode and an anode, and these may be made of silver (Ag), nickel (Ni), platinum (Pt), or iridium (Ir). In addition, the heating furnace heats the crucible to a constant temperature to melt the electrolyte and maintain a constant temperature.

상술된 환원극으로 이산화탄소를 공급한 이후 환원극과 산화극에 전압을 인가하면 이산화탄소를 고체 탄소로 전환시키게 되며, 이산화탄소는 용융 탄산염에 의해 효과적으로 포집되고 환원극에서 비결정성 탄소가 생성되고 산화극에서 산소 가스가 생성된다.After supplying carbon dioxide to the reduction electrode described above, when a voltage is applied to the reduction electrode and the oxidation electrode, carbon dioxide is converted into solid carbon, and carbon dioxide is effectively captured by the molten carbonate, and amorphous carbon is generated at the reduction electrode, and Oxygen gas is produced.

그러나 종래의 전기화학적 전환 장치는 생성된 탄소를 회수하기 위해 냉각시키는데 까다로운 문제점이 있어 왔다.However, the conventional electrochemical conversion device has a difficult problem in cooling to recover the generated carbon.

즉, 환원극에 생성된 탄소를 회수하기 위해서는 도가니의 가열을 중지하고 전해질에서 꺼내어 냉각시켜야 한다. 왜냐하면, 전해질이 용융 상태에서 냉각됨에 따라 굳어버리면 온전히 생성된 탄소를 회수할 수 없기 때문이다.That is, in order to recover the carbon generated in the reduction electrode, the heating of the crucible must be stopped, taken out from the electrolyte, and cooled. This is because, if the electrolyte hardens as it cools in a molten state, it is not possible to recover the completely produced carbon.

이와 같은 이유로 도가니로부터 커버를 들어올리게 되면 외부의 공기가 도가니 내부로 유입되어 생성된 탄소가 산화되어 버리는 결과를 초래하게 된다.For this reason, when the cover is lifted from the crucible, external air flows into the crucible, resulting in oxidation of the generated carbon.

따라서 이산화탄소로부터 생성된 탄소를 전해질로부터 꺼내어 냉각시킬 수 있는 구조를 가지는 탄소 및 산소 생성장치의 개발이 필요한 시점이다.Therefore, it is time to develop a carbon and oxygen generating device having a structure capable of cooling the carbon generated from carbon dioxide from the electrolyte.

대한민국 공개특허공보 제10-2018-0073893호(공개일자: 2018.07.03)Korean Patent Application Publication No. 10-2018-0073893 (Publication date: 2018.07.03)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이산화탄소의 전기화학적 전환에 의해 탄소를 생성시킬 수 있을 뿐만 아니라, 도가니의 내부를 외부와 격리시킨 상태에서 생성된 탄소를 전해질로부터 꺼내어 냉각시킬 수 있는 탄소 및 산소 생성장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and not only can generate carbon by electrochemical conversion of carbon dioxide, but also take out the carbon generated from the electrolyte while separating the inside of the crucible from the outside and cool it. It is an object of the present invention to provide a device for generating carbon and oxygen.

이와 함께 본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 더욱 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.Along with this, other objects and advantages of the present invention will be described below, which is furthermore by means and combinations within the scope that can be easily deduced from the matters described in the claims of the present invention and the disclosure contents of the embodiments. I add that it will be included in a wide range.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄소 및 산소 생성장치는, 이산화탄소를 전기화학적으로 전환하여 탄소 및 산소를 생성하는 장치에 있어서, 전해질이 담기며, 내주면에는 둘레를 따라 슬라이딩 홈부가 형성되는 도가니; 상기 슬라이딩 홈부를 타고 승강 가능하게 설치되며, 내주면에 걸림턱부가 복수개로 마련된 차단관체; 상기 도가니를 차폐시키며, 상기 각각의 걸림턱부에 걸려지는 후크가 형성된 커버; 상기 커버를 통해 도가니의 내부에 설치되는 것으로, 이산화탄소의 공급 및 배출을 가능케 하며 환원극이 삽입 설치되어 전해질과 접촉 가능케 하는 제1 튜브조립체; 산화극이 삽입되어 전해질과 접촉 가능케 하는 제2 튜브; 질소의 공급을 가능케 하는 제3 튜브; 및 질소와 산소의 배출을 가능케 하는 제4 튜브;를 포함하여 이루어져, 상기 커버가 상승하게 되면 차단관체가 함께 상승되어 외부의 공기 유입을 차단시키면서 환원극에 생성된 탄소를 전해질로부터 꺼낼 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.The carbon and oxygen generating apparatus of the present invention for achieving the above object is an apparatus for generating carbon and oxygen by electrochemically converting carbon dioxide, comprising: a crucible containing an electrolyte and having a sliding groove portion formed along an inner peripheral surface thereof; A blocking tube provided to be elevating and descending on the sliding groove and having a plurality of locking projections provided on an inner circumferential surface thereof; A cover shielding the crucible and having a hook hooked on each of the locking projections; A first tube assembly that is installed inside the crucible through the cover, enables supply and discharge of carbon dioxide, and allows contact with electrolyte by inserting and installing a reduction electrode; A second tube into which an oxide electrode is inserted to allow contact with the electrolyte; A third tube allowing supply of nitrogen; And a fourth tube that allows the discharge of nitrogen and oxygen; and when the cover is raised, the blocking tube is raised together to block the inflow of external air, and the carbon generated in the cathode can be taken out from the electrolyte. It features.

그리고 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 걸림턱부는 상기 차단관체의 내주면 하방을 따라 점진적으로 경사져 단부에 턱이 형성되는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.And according to a preferred embodiment of the present invention, the locking jaw portion is characterized in that it is formed in a form in which a jaw is formed at the end portion gradually inclined downward along the inner peripheral surface of the blocking tube.

상술된 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.As described above, according to the present invention, the following effects can be expected.

도가니의 내부를 외부와 격리시킨 상태에서 생성된 탄소를 전해질로부터 꺼내어 냉각시킬 수 있게 됨으로써, 생성된 탄소를 온전히 획득할 수 있는 이점이 있다.By separating the inside of the crucible from the outside, the generated carbon can be taken out of the electrolyte and cooled, thereby having the advantage of completely obtaining the generated carbon.

이와 함께 본 발명의 다른 효과는 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.Along with this, other effects of the present invention are not only the matters described in the embodiments described above and the claims of the present invention, but also effects that can occur within the range that can be easily deduced from them, and the possibility of potential advantages contributing to industrial development. It is added that it will be covered by a wider range of people.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전해질 내에서 탄소가 생성된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 생성된 탄소를 전해질로부터 꺼낸 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 A를 확대하여 나타낸 도면이다.1 is a view showing a state in which carbon is generated in an electrolyte according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a view showing a state in which carbon produced according to a preferred embodiment of the present invention is taken out from an electrolyte.
3 is an enlarged view of A shown in FIGS. 1 and 2.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 설명에 앞서 본 발명의 이점 및 특징 및 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며, 이러한 용어 중 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하는 것이고, 설명 상에 방향을 지칭하는 단어는 설명의 이해를 돕기 위한 것으로 시점에 따라 변경 가능함을 주지하는 바이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to the description, advantages and features of the present invention and a method of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described later in detail together with the accompanying drawings. In addition, terms used in the present specification are for explaining embodiments and are not intended to limit the present invention. Among these terms, the singular form includes the plural form unless specifically stated in the phrase, and a word indicating a direction in the description It is to be noted that is for the purpose of understanding the explanation and can be changed according to the viewpoint.

본 발명은 이산화탄소를 전기화학적으로 전환하여 탄소 및 산소를 생성하는 장치를 제공하기 위한 것이며 이를 위한 기술적 사상은 다음과 같다.The present invention is to provide an apparatus for generating carbon and oxygen by electrochemically converting carbon dioxide, and the technical idea for this is as follows.

장치의 기본 구성은 환원극(캐소드 전극)과 용융탄산염을 포함하는 전해질 및 산화극(애노드 전극)을 포함하고, 환원극 및 산화극은 서로 동일한 전극이며, 이산화탄소 전환을 통해 고체의 탄소와 더불어 산소를 생성할 수 있게 된다.The basic configuration of the device includes a cathode (cathode electrode) and an electrolyte containing molten carbonate, and an anode (anode electrode), and the cathode and anode are the same electrodes, and through carbon dioxide conversion, solid carbon and oxygen Can be created.

환원극 및 산화극은 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 및 이리듐(Ir)에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 바람직하게 환원극 및 산화극은 Ag 또는 Ni일 수 있다. 보다 바람직하게 환원극 및 산화극은 Ag일 수 있다.The reduction electrode and the oxidation electrode may be made of any one selected from silver (Ag), nickel (Ni), platinum (Pt) and iridium (Ir), and preferably the reduction electrode and the oxidation electrode may be Ag or Ni. More preferably, the reduction electrode and the oxidation electrode may be Ag.

그리고 용융탄산염은 Li2CO3, K2CO3, NaCO3, MgCO3 또는 이들의 혼합염인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 용융탄산염은 Li2CO3, K2CO3 또는 이들의 혼합염일 수 있다. 보다 바람직하게 용융탄산염은 Li2CO3 및 K2CO3 혼합염일 수 있다.And the molten carbonate is characterized in that Li 2 CO 3 , K 2 CO 3 , NaCO 3 , MgCO 3 or a mixed salt thereof. Preferably, the molten carbonate may be Li2CO3, K2CO3 or a mixed salt thereof. More preferably, the molten carbonate may be a Li 2 CO 3 and K 2 CO 3 mixed salt.

이와 같은 기술적 구성으로 환원극에 이산화탄소를 공급하고, 환원극과 산화극에에 전압을 인가함으로써 고체의 탄소와 산소를 생성시킬 수 있게 된다. With such a technical configuration, it is possible to generate solid carbon and oxygen by supplying carbon dioxide to the reduction electrode and applying a voltage to the reduction electrode and the oxidation electrode.

즉, 탄소가 생성되는 환원극에서 두 종류의 반응이 발생한다. 환원극으로 공급되는 이산화탄소는 전해질로 용해되고, 존재하는 음이온과 반응하게 된다. 이러한 이산화탄소 가스는 산소 음이온과 반응하여 carbonate 이온을 생성하고, 일부 이산화탄소는 carbonate 이온과 반응하여 dicarbonate 이온을 생성한다. 생성된 음이온들은 환원극으로 공급되는 전자와 환원 반응을 통하여 고체 탄소와 산소 및 carbonate 이온으로 분해되는 것이다.That is, two kinds of reactions occur in the reduction electrode where carbon is produced. Carbon dioxide supplied to the reduction electrode is dissolved into an electrolyte and reacts with anions present. This carbon dioxide gas reacts with oxygen anions to produce carbonate ions, and some carbon dioxide reacts with carbonate ions to produce dicarbonate ions. The generated anions are decomposed into solid carbon, oxygen, and carbonate ions through a reduction reaction with electrons supplied to the reduction electrode.

여기에서 질소를 공급하여 발생되는 탄소의 산화를 방지하면서 공급된 이산화탄소 및 질소와 발생된 산소의 배출이 필요하다.Here, it is necessary to discharge supplied carbon dioxide, nitrogen and generated oxygen while preventing oxidation of carbon generated by supplying nitrogen.

상기한 바와 같은 기술적 사상을 토대로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on the above technical idea.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 도가니(200), 차단관체(300), 커버(400), 제1 튜브조립체(500), 제2 튜브(600), 제3 튜브(700) 및 제4 튜브(800)를 포함하여 이루어진다.1 to 3, the present invention is a crucible 200, a blocking tube 300, a cover 400, a first tube assembly 500, a second tube 600, a third tube 700. And a fourth tube 800.

도가니(200)는 알루미나 재질로 형성되어 전해질이 담기며 히터(100)의 내부에 수용되어 가열된다. 그리고 도가니(200)의 최상부로부터 일정 깊이에 해당되는 내주면에는 둘레를 따라 슬라이딩 홈부(210)가 형성된다.The crucible 200 is formed of an alumina material, contains an electrolyte, and is accommodated in the heater 100 to be heated. In addition, a sliding groove 210 is formed along the circumference of the inner circumferential surface corresponding to a predetermined depth from the top of the crucible 200.

다음으로 차단관체(300)는 슬라이딩 홈부(210)를 타고 승강 가능한 관체형으로 형성된다. 그리고 차단관체(300)의 내주면에는 걸림턱부(310)가 복수개로 마련된다. 이러한 걸림턱부(310) 차단관체(300)의 내주면 하부 방향을 따라 점진적으로 두꺼워져 전체적으로는 직각삼각형 형상으로 최하단부에 턱을 형성시키는 형태로 이루어진다.Next, the blocking pipe 300 is formed in a tubular shape that can be lifted by riding the sliding groove 210. In addition, a plurality of locking projections 310 are provided on the inner circumferential surface of the blocking tube 300. The locking jaw portion 310 is gradually thickened along the lower direction of the inner circumferential surface of the blocking tube 300 so as to form a jaw at the lowermost end in a right triangle shape as a whole.

이어서 커버(400)는 도가니(200)의 상부에 덮여져 외부로부터 차폐시키는 것으로 히터(100)의 상부측에 승강 가능하게 설치되어 하강하면서 도가니(200)를 차폐시키고 상승하면서 도가니(200)를 개방하게 된다. 그리고 커버(400)에는 걸림턱부(310) 각각에 걸려져 도가니(200)의 상승 시 차단관체(300)가 함께 상승되도록 하는 후크(410)가 형성된다.Subsequently, the cover 400 is covered on the top of the crucible 200 to shield it from the outside, and is installed to be elevating on the upper side of the heater 100 to shield the crucible 200 while descending and open the crucible 200 as it rises. Is done. In addition, a hook 410 is formed on the cover 400 so that the blocking tube 300 is raised together when the crucible 200 is raised by being hooked on each of the locking projections 310.

이와 함께 제1 튜브조립체(500), 제2 튜브(600), 제3 튜브(700) 및 제4 튜브(800)는 커버(400)를 통해 도가니(200)의 내부에 설치된다.In addition, the first tube assembly 500, the second tube 600, the third tube 700, and the fourth tube 800 are installed inside the crucible 200 through the cover 400.

제1 튜브조립체(500)는 도가니(200) 내부에 이산화탄소의 배출을 가능케 하는 제1 외측튜브(510)의 내부에 도가니(200)의 내부로 이산화탄소의 공급을 가능케 하는 제1 내측튜브(520)가 삽입되어 2중 구조로 조립체를 이룬다. 그리고 제1 내측튜브(520)에는 환원극(530)의 단부측이 전해질에 담겨져 접촉되도록 삽입 고정된다.The first tube assembly 500 is a first inner tube 520 that allows supply of carbon dioxide to the inside of the crucible 200 inside the first outer tube 510 that allows the discharge of carbon dioxide inside the crucible 200 Is inserted to form an assembly in a double structure. In addition, the first inner tube 520 is inserted and fixed so that the end side of the cathode 530 is immersed in the electrolyte and brought into contact.

또한 제2 튜브(600)는 산화극(610)의 단부측이 전해질에 담겨져 접촉되도록 삽입 고정된다. 그리고 제3 튜브(700)는 도가니(200)의 내부에 불활성가스인 질소의 공급을 가능케 하며, 아울러 제4 튜브(800)는 도가니(200)의 내부에 발생되는 산소와 질소의 배출을 가능케 한다.In addition, the second tube 600 is inserted and fixed so that the end side of the oxide electrode 610 is immersed in the electrolyte and in contact. In addition, the third tube 700 enables the supply of nitrogen, which is an inert gas, into the crucible 200, and the fourth tube 800 enables the discharge of oxygen and nitrogen generated inside the crucible 200. .

이와 같이 구성되는 본 발명의 탄소 및 산소 생성장치에 따르면, 커버(400)가 상승함에 따라 차단관체(300)가 함께 상승되어 외부의 공기 유입을 차단시키면서 환원극에 생성된 탄소를 전해질로부터 꺼낼 수 있게 된다.According to the carbon and oxygen generating apparatus of the present invention configured as described above, as the cover 400 rises, the blocking tube 300 is raised together to block the inflow of external air, and the carbon generated in the cathode can be taken out from the electrolyte. There will be.

그리고 상술된 도가니(200)를 일정 온도로 가열하고 환원극과 산화극에 전압을 인가하여 탄소 및 산소가 생성되면 도가니의 내부는 불활성 기체인 질소와 이산화탄소가 유입되어 양압 상태이므로 차단관체(300)와 도가니(200) 및 차단관체(300)와 커버(400) 간에 완전한 기밀이 이루어지지 않더라도 외부 공기의 유입을 방지할 수 있다.And when the above-described crucible 200 is heated to a certain temperature and carbon and oxygen are generated by applying voltage to the reduction electrode and the oxidation electrode, the inside of the crucible is in a positive pressure state because nitrogen and carbon dioxide, which are inert gases, are introduced. Even if complete airtightness between the crucible 200 and the blocking tube 300 and the cover 400 is not made, the inflow of external air can be prevented.

따라서 도가니(200)의 가열이 종료된 이후 질소를 지속적으로 공급하여 내부의 생성된 산소를 외부로 배출시킨 다음 커버(400)를 상승시켜 차단관체(300)로 도가니(200)를 차폐시키면서 환원극(530)을 전해질로부터 꺼내어 생성된 탄소를 서서히 냉각시킬 수 있게 된다.Therefore, after the heating of the crucible 200 is finished, nitrogen is continuously supplied to discharge the oxygen generated inside, and then the cover 400 is raised to shield the crucible 200 with the blocking tube 300 while the reduction electrode By taking 530 out of the electrolyte, the generated carbon can be gradually cooled.

이와 같은 본 발명의 기술적 특징을 통해 생성된 탄소를 온전히 획득할 수 있으며, 더불어 전반적인 탄소 획득량을 증대시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있게 된다.Through the technical features of the present invention, the generated carbon can be fully obtained, and an effect of increasing the overall carbon obtained can be expected.

한편, 본 발명은 이산화탄소를 전기화학적으로 전환하여 탄소 및 산소를 생성함에 있어 탄소를 회수하는 과정에서 도가니(200)를 가열하여 전해질을 용융시킨 전해질이 굳어져 재사용이 불가함에 따라 1회성 탄소 생성 작업으로 전락되는 것을 방지함으로써 탄소 생성 효율을 높이고자, 커버(400)가 도가니와 분리되지 않는 상태에서 커버(400)의 중심부를 축으로 회전할 수 있게 하고 커버(400) 상에는 다수의 제1 튜브조립체(500)가 배치될 수 있는 구조를 구현하여 다수의 환원극을 설치하여 전해질을 용융시키는 작업 1회 수행 시 다수의 탄소를 생성시킬 수 있는 실시예도 함께 제안하는 바이다.On the other hand, in the present invention, in the process of recovering carbon by electrochemically converting carbon dioxide to generate carbon and oxygen, the crucible 200 is heated to melt the electrolyte and the electrolyte is hardened and thus cannot be reused. In order to increase the carbon generation efficiency by preventing it from falling into the crucible, it is possible to rotate the center of the cover 400 around the axis while the cover 400 is not separated from the crucible, and a plurality of first tube assemblies on the cover 400 It is also proposed an embodiment capable of generating a large number of carbons when performing one operation of melting the electrolyte by implementing a structure in which 500 can be disposed, installing a plurality of cathodes.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 그리고 상술한 바와 같이 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs can make various modifications, changes, and substitutions within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. will be. And, as described above, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is limited by these embodiments and the accompanying drawings. It does not become. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 히터
200: 도가니
300: 차단관체
310: 걸림턱부
400: 커버
410: 후크
500: 제1 튜브조립체
510: 제1 외측튜브
520: 제1 내측튜브
530: 환원극
600: 제2 튜브
610: 산화극
700: 제3 튜브
800: 제4 튜브100: heater
200: crucible
300: blocking tube
310: locking jaw
400: cover
410: hook
500: first tube assembly
510: first outer tube
520: first inner tube
530: reduction electrode
600: second tube
610: oxide electrode
700: third tube
800: fourth tube

Claims (2)

이산화탄소를 전기화학적으로 전환하여 탄소 및 산소를 생성하는 장치에 있어서,
전해질이 담기며, 내주면에는 둘레를 따라 슬라이딩 홈부가 형성되는 도가니;
상기 슬라이딩 홈부를 타고 승강 가능하게 설치되며, 내주면에 걸림턱부가 복수개로 마련된 차단관체;
상기 도가니를 차폐시키며, 상기 각각의 걸림턱부에 걸려지는 후크가 형성된 커버;
상기 커버를 통해 도가니의 내부에 설치되는 것으로, 이산화탄소의 공급 및 배출을 가능케 하며 환원극이 삽입 설치되어 전해질과 접촉 가능케 하는 제1 튜브조립체; 산화극이 삽입되어 전해질과 접촉 가능케 하는 제2 튜브; 질소의 공급을 가능케 하는 제3 튜브; 및 질소와 산소의 배출을 가능케 하는 제4 튜브;를 포함하여 이루어져,
상기 커버가 상승하게 되면 차단관체가 함께 상승되어 외부의 공기 유입을 차단시키면서 환원극에 생성된 탄소를 전해질로부터 꺼낼 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 탄소 및 산소 생성장치.In an apparatus for generating carbon and oxygen by electrochemically converting carbon dioxide,
A crucible containing an electrolyte and having a sliding groove portion formed along an inner peripheral surface thereof;
A blocking tube provided to be elevating and descending on the sliding groove, and provided with a plurality of locking projections on an inner circumferential surface;
A cover shielding the crucible and having a hook hooked on each of the locking projections;
A first tube assembly that is installed inside the crucible through the cover, enables supply and discharge of carbon dioxide, and allows contact with electrolyte by inserting and installing a reduction electrode; A second tube into which the oxide electrode is inserted to allow contact with the electrolyte; A third tube allowing supply of nitrogen; And a fourth tube that enables the discharge of nitrogen and oxygen,
When the cover is raised, the blocking tube is raised together to block the inflow of external air while allowing the carbon generated in the cathode to be taken out from the electrolyte. 제1항에 있어서,
상기 걸림턱부는,
상기 차단관체의 내주면 하방을 따라 점진적으로 경사져 단부에 턱이 형성되는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탄소 및 산소 생성장치.The method of claim 1,
The locking jaw portion,
Carbon and oxygen generating device, characterized in that the form in which a jaw is formed at the end of the barrier tube gradually inclined downward along the inner circumferential surface.
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