KR20220168297A - Method and apparatus for energy-independent direct air co2 capture with exchange adsorption filter - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 실시예들은 직접 이산화탄소(CO2)만을 분리하는 직접공기 포집 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 방법 및 장치에 관한 것이다. The following embodiments relate to a direct air capturing method and apparatus for directly separating only carbon dioxide (CO 2 ), and more particularly, to an energy-independent direct air CO 2 capturing method and apparatus including a replaceable adsorption filter.
탄소중립은 이산화탄소를 배출한 만큼 이산화탄소를 저감하는 대책을 세워 이산화탄소의 실질적인 배출량을 ‘0’으로 만든다는 개념이다. 다시 말하면 대기 중으로 배출한 이산화탄소의 양을 상쇄할 정도의 이산화탄소를 다시 저감하는 대책을 세움으로써 이산화탄소 총량을 중립 상태로 만든다는 뜻이다.Carbon neutrality is the concept of reducing actual carbon dioxide emissions to zero by taking measures to reduce carbon dioxide as much as carbon dioxide is emitted. In other words, it means that the total amount of carbon dioxide is neutralized by taking measures to reduce carbon dioxide again enough to offset the amount of carbon dioxide emitted into the atmosphere.
지구 온난화의 주범인 CO2 배출량을 줄이기 위해 직접공기 CO2 포집 장치가 사용되고 있다. 그러나 기존의 직접공기 CO2 포집 장치는 이산화탄소 포집 및 재생 일체형이며, 대형 장치이다. 또한 기존의 직접공기 CO2 포집 장치는 에너지 독립형이 아닌 외부 전력을 사용한다. Direct air CO 2 capture devices are being used to reduce CO 2 emissions, the main cause of global warming. However, existing direct air CO 2 capture devices are integrated with carbon dioxide capture and recovery, and are large devices. In addition, existing direct air CO 2 capture devices use external power rather than energy independence.
한국공개특허 10-2020-0145906호는 이러한 이산화탄소 포집을 위한 구조화된 금속-유기 골격체 파이버 흡착제 및 이의 제조방법에 관한 기술을 기재하고 있다.Korean Patent Publication No. 10-2020-0145906 describes a structured metal-organic skeleton fiber adsorbent for capturing carbon dioxide and a method for manufacturing the same.
실시예들은 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 방법 및 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 전력 독립형 장치인 빛 감응형 태양광 패널에서 에너지를 공급받고, 교체형 흡착필터를 이용하여 흡입된 공기로부터 CO2를 포집하는 기술을 제공한다. Embodiments describe a method and device for capturing energy-independent direct air CO 2 including a replaceable adsorption filter, and more specifically, receive energy from a light-sensitive solar panel, which is a power-independent device, and use a replaceable adsorption filter. It provides a technology for capturing CO 2 from inhaled air.
실시예들은 포화된 흡착필터를 수거 후 필터 재생 공장에서 고순도 CO2를 분리하며, 재생된 필터를 다시 재사용하도록 하는 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 방법 및 장치를 제공하는데 있다. Embodiments are to provide an energy-independent direct air CO 2 capture method and apparatus including a replaceable adsorption filter that collects a saturated adsorption filter, separates high-purity CO 2 in a filter regeneration plant, and reuses the regenerated filter. .
일 실시예에 따른 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 장치는, 대기 중의 공기가 내부로 유입되도록 하는 공기 흡입 팬; 상기 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지를 공급하는 태양광 패널; 및 내부로 유입된 상기 공기에서 CO2를 제거하며, 재생 및 교체 가능한 흡착필터를 포함하고, 상기 흡착필터에 의해 CO2가 제거된 공기가 배출구를 통해 외부로 배출될 수 있다. An energy-independent direct air CO 2 capture device including a replaceable adsorption filter according to an embodiment includes an air intake fan that allows atmospheric air to flow into the interior; a solar panel supplying energy for driving the air intake fan; and a regenerable and replaceable adsorption filter that removes CO 2 from the air introduced into the inside, and the air from which CO 2 is removed by the adsorption filter may be discharged to the outside through an outlet.
상기 흡착필터의 교체 시기를 감지하는 감지 센서를 더 포함할 수 있다.A detection sensor for detecting a replacement time of the adsorption filter may be further included.
상기 감지 센서를 통해 상기 흡착필터의 교체 시기를 감지한 후, IoT(Internet of Things) 통신 기능을 이용하여 상기 흡착필터의 교체 시기를 재생센터에 통보하는IoT(internet of things) 칩을 더 포함할 수 있다. After detecting the replacement time of the adsorption filter through the detection sensor, it may further include an Internet of Things (IoT) chip that notifies the replacement time of the adsorption filter to the regeneration center using an Internet of Things (IoT) communication function. can
상부의 적어도 일부가 오픈된 박스 형태로 이루어져, 상측에 배치된 상기 공기 흡입 팬을 통해 오픈된 부분으로 공기를 유입시키는 하우징을 더 포함할 수 있다. The housing may further include a box shape in which at least a part of the upper part is open and air is introduced into the open part through the air intake fan disposed on the upper side.
상기 태양광 패널은, 상기 하우징의 적어도 3개의 측면에 각각 빛 감응형 태양광 패널로 구성되어, 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급될 수 있다. The solar panel is composed of light-sensitive solar panels on at least three side surfaces of the housing, and energy for driving an air intake fan may be supplied.
상기 흡착필터는, CO2를 흡착하고, 일정 운전조건에서 재생하여 재사용이 가능하도록 만든 고체형 필터일 수 있다. The adsorption filter may be a solid filter made to adsorb CO 2 and regenerate under certain operating conditions so as to be reused.
상기 흡착필터는, 다수의 사용된 흡착필터를 동시에 재생할 수 있고, 탈착된 CO2를 저장할 수 있는 공장에서 재생되어 교체될 수 있다. The adsorption filter may be regenerated and replaced in a factory capable of simultaneously regenerating a plurality of used adsorption filters and storing desorbed CO 2 .
다른 실시예에 따른 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 장치에 의해 수행되는 직접공기 CO2 포집 방법은, 태양광 패널을 통해 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급되는 단계; 상기 공기 흡입 팬의 구동에 따라 대기 중의 공기가 직접공기 CO2 포집 장치로 유입되는 단계; 상기 직접공기 CO2 포집 장치의 내부로 유입된 공기가 흡착필터를 거침에 따라 CO2가 제거되는 단계; 및 상기 CO2가 제거된 공기가 상기 직접공기 CO2 포집 장치의 배출구를 통해 외부로 배출되는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. A direct air CO 2 capturing method performed by an energy independent direct air CO 2 capturing device including a replaceable adsorption filter according to another embodiment includes supplying energy for driving an air intake fan through a solar panel; introducing atmospheric air into a direct air CO 2 collecting device according to the operation of the air intake fan; removing CO 2 as the air introduced into the direct air CO 2 collecting device passes through an adsorption filter; and discharging the air from which the CO 2 is removed to the outside through an outlet of the direct air CO 2 collecting device.
상기 직접공기 CO2 포집 장치에 구성된 감지 센서를 통해 상기 흡착필터의 교체 시기를 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include detecting a replacement time of the adsorption filter through a sensor configured in the direct air CO 2 collecting device.
상기 흡착필터의 교체 시기를 감지한 후, 상기 직접공기 CO2 포집 장치에 구성된 IoT(internet of things) 칩을 통한 IoT 통신 기능을 이용하여 상기 흡착필터의 교체 시기를 재생센터에 통보하는 단계를 더 포함할 수 있다. After detecting the replacement time of the adsorption filter, notifying the regeneration center of the replacement time of the adsorption filter by using an IoT communication function through an Internet of Things (IoT) chip configured in the direct air CO 2 capture device. can include
상기 CO2에 의해 포화된 상기 흡착필터는 수거되어 재생 후 교체되는 단계를 더 포함할 수 있다. The adsorption filter saturated by the CO 2 may be collected, regenerated, and replaced.
상기 태양광 패널을 통해 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급되는 단계는, 상기 직접공기 CO2 포집 장치가 상부의 적어도 일부가 오픈된 박스 형태로 이루어져, 적어도 3개의 측면에 각각 빛 감응형 태양광 패널이 구성되어 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급될 수 있다. In the step of supplying energy for driving the air intake fan through the solar panel, the direct air CO 2 capture device is made in the form of a box with at least a part of the upper part open, and at least three side surfaces of the light-sensitive solar panel, respectively. A light panel may be configured to supply energy to drive the air intake fan.
상기 공기 흡입 팬의 구동에 따라 대기 중의 공기가 직접공기 CO2 포집 장치로 유입되는 단계는, 상기 직접공기 CO2 포집 장치가 상부의 적어도 일부가 오픈된 박스 형태로 이루어져, 상측에 배치된 공기 흡입 팬을 통해 오픈된 부분으로 공기를 유입시킬 수 있다. In the step of introducing atmospheric air into the direct air CO 2 collecting device according to the driving of the air intake fan, the direct air CO 2 collecting device is formed in the form of a box with at least a part of the upper part open, and the air intake disposed at the upper side is formed. Air can be introduced into the open part through a fan.
상기 흡착필터는, CO2를 흡착하고, 일정 운전조건에서 재생하여 재사용이 가능하도록 만든 고체형 필터일 수 있다. The adsorption filter may be a solid filter made to adsorb CO 2 and regenerate under certain operating conditions so as to be reused.
상기 흡착필터는, 다수의 사용된 흡착필터를 동시에 재생할 수 있고, 탈착된 CO2를 저장할 수 있는 공장에서 재생되어 교체될 수 있다. The adsorption filter may be regenerated and replaced in a factory capable of simultaneously regenerating a plurality of used adsorption filters and storing desorbed CO 2 .
실시예들에 따르면 전력 독립형 장치인 빛 감응형 태양광 패널에서 에너지를 공급받고, 교체형 흡착필터를 이용하여 흡입된 공기로부터 CO2를 포집하는, 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 방법 및 장치를 제공할 수 있다. According to embodiments, an energy-independent direct air CO including a replaceable adsorption filter receiving energy from a light-sensitive solar panel, which is a power-independent device, and using a replaceable adsorption filter to collect CO 2 from the inhaled air. 2 collection methods and devices can be provided.
실시예들에 따르면 포화된 흡착필터를 수거 후 필터 재생 공장에서 고순도 CO2를 분리하며 재생된 필터를 다시 재사용하도록 하는, 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 방법 및 장치를 제공할 수 있다. According to embodiments, a method and apparatus for capturing energy-independent direct air CO 2 including a replaceable adsorption filter are provided, which collects a saturated adsorption filter, separates high-purity CO 2 in a filter regeneration plant, and reuses the regenerated filter. can do.
도 1은 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치의 정면도를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치의 측면도를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치의 평면도를 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치의 저면도를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 방법의 흐름도를 나타낸다.1 is a schematic view of a direct air CO 2 collecting device according to an embodiment.
2 shows a front view of a direct air CO 2 capture device according to one embodiment.
3 shows a side view of a direct air CO 2 capture device according to one embodiment.
4 shows a plan view of a direct air CO 2 capture device according to an embodiment.
5 shows a bottom view of a direct air CO 2 capture device according to an embodiment.
6 shows a flow chart of a direct air CO 2 capture method according to an embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the described embodiments may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, several embodiments are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.
아래의 실시예들은 공기로부터 직접 이산화탄소(CO2)만을 분리하는 직접공기 포집(Direct Air Capture, DAC) 기술로서, 전력 독립형 장치인 빛 감응형 태양광 패널에서 에너지를 공급받고, 교체형 흡착필터를 이용하여 흡입된 400 ppm 수준의 공기로부터 CO2를 포집하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The following embodiments are direct air capture (DAC) technology that separates only carbon dioxide (CO 2 ) directly from air, receives energy from a light-sensitive solar panel, which is a power-independent device, and uses a replaceable adsorption filter. It relates to a method and apparatus for capturing CO 2 from air at a level of 400 ppm inhaled using the present invention.
포화된 흡착필터는 수거되고 취합되어 필터 재생 공장에서 고순도 CO2를 분리하며, 재생된 필터는 다시 재사용된다. 실시예들은 탄소중립과 지속가능사회로의 이행에 기여할 수 있으며, 생활 속 소형 CO2 포집 기술로서 상용화가 가능할 것이다.The saturated adsorptive filter is collected and collected to separate high-purity CO 2 in a filter regeneration plant, and the regenerated filter is reused. The examples can contribute to the transition to carbon neutrality and a sustainable society, and can be commercialized as a small CO 2 capture technology in daily life.
도 1은 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치의 정면도를 나타내고, 도 3은 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치의 측면도를 나타낸다. 또한, 도 4는 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치의 평면도를 나타내며, 도 5는 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치의 저면도를 나타낸다.1 is a schematic view of a direct air CO 2 collecting device according to an embodiment. FIG. 2 shows a front view of a direct air CO 2 trapping device according to an embodiment, and FIG. 3 shows a side view of the direct air CO 2 trapping device according to an embodiment. In addition, FIG. 4 shows a plan view of the direct air CO 2 trapping device according to an embodiment, and FIG. 5 shows a bottom view of the direct air CO 2 trapping device according to an embodiment.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치는 공기 흡입 팬(120), 태양광 패널(130) 및 흡착필터(140)를 포함하여 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 감지 센서, IoT(internet of things) 칩(150) 및 하우징(110)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 직접공기 CO2 포집 장치는 교체형 흡착필터(140)를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 장치를 의미할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 5 , a device for collecting direct air CO 2 according to an embodiment may include an
하우징(110)은 상부의 적어도 일부가 오픈된 박스 형태로 이루어져, 상측에 배치된 공기 흡입 팬(120)을 통해 오픈된 부분으로 공기를 유입시킬 수 있다. 하우징(110)의 하부의 일면에는 문(111)이 형성되어 흡착필터(140)의 교체를 용이하도록 할 수 있다. 이러한 하우징(110)의 형태는 우체통 형상으로 설명될 수 있다. The
공기 흡입 팬(120)은 대기 중의 공기가 내부로 유입되도록 할 수 있다. 예를 들어 공기 흡입 팬(120)은 하우징(110)의 상측에 배치되어, 하우징(110)의 상부의 적어도 일부가 오픈된 부분을 통해 대기 중 공기를 내부로 유입할 수 있다. The
태양광 패널(130)은 공기 흡입 팬(120)을 구동하기 위한 에너지를 공급하기 위한 것으로, 예컨대 하우징(110)의 적어도 3개의 측면에 각각 빛 감응형 태양광 패널(130)로 구성되어, 공기 흡입 팬(120)을 구동하기 위한 에너지를 공급할 수 있다. 여기에서는 태양광 패널(130)을 하우징(110)의 3개의 측면에 각각 구성하고 있으나, 태양광 패널(130)의 수 및 배치는 변경 가능하다. 예를 들어 태양광 패널(130)을 사각 기둥 형상의 하우징(110)의 4개의 면에 각각 구성하는 것도 가능하다.The
흡착필터(140)는 내부로 유입된 공기에서 CO2를 제거하는 것으로, 재생 및 교체 가능하다. 이 때, 흡착필터(140)는 CO2를 흡착하고, 일정 운전조건에서 재생하여 재사용이 가능하도록 만든 고체형 필터일 수 있다. 흡착필터(140)는 다수의 사용된 흡착필터(140)를 동시에 재생할 수 있고, 탈착된 CO2를 저장할 수 있는 공장에서 재생되어 교체될 수 있다.
흡착필터(140)에 의해 CO2가 제거된 공기가 하우징(110)의 하부에 구성된 배출구를 통해 외부로 배출될 수 있다. The air from which CO 2 is removed by the
한편, 직접공기 CO2 포집 장치에는 감지 센서 및 IoT 칩(150)을 더 포함할 수 있다. 감지 센서는 흡착필터(140)의 교체 시기를 감지할 수 있고, IoT 칩(150)은 감지 센서를 통해 흡착필터(140)의 교체 시기를 감지한 후, IoT 통신 기능을 이용하여 흡착필터(140)의 교체 시기를 재생센터에 통보하는 구성될 수 있다. On the other hand, the direct air CO 2 capture device may further include a detection sensor and an
도 6은 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 방법의 흐름도를 나타낸다.6 shows a flow chart of a direct air CO 2 capture method according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 장치에 의해 수행되는 직접공기 CO2 포집 방법은, 태양광 패널을 통해 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급되는 단계(S110), 공기 흡입 팬의 구동에 따라 대기 중의 공기가 직접공기 CO2 포집 장치로 유입되는 단계(S120), 직접공기 CO2 포집 장치의 내부로 유입된 공기가 흡착필터를 거침에 따라 CO2가 제거되는 단계(S130), 및 CO2가 제거된 공기가 직접공기 CO2 포집 장치의 배출구를 통해 외부로 배출되는 단계(S140)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 6 , a method for capturing direct air CO 2 performed by an energy-independent direct air CO 2 capturing device including a replaceable adsorption filter according to an embodiment includes driving an air intake fan through a solar panel. Energy is supplied (S110), air in the atmosphere is introduced into the direct air CO 2 capture device according to the operation of the air intake fan (S120), and the air introduced into the direct air CO 2 capture device passes through the adsorption filter. It may include a step of removing CO 2 according to roughness (S130), and a step of discharging the air from which the CO 2 is removed through an outlet of the direct air CO 2 capture device (S140).
여기서, 직접공기 CO2 포집 장치에 구성된 감지 센서를 통해 흡착필터의 교체 시기를 감지하는 단계(S150)를 더 포함할 수 있다. Here, a step of detecting a replacement time of the adsorption filter through a sensor configured in the direct air CO 2 collecting device (S150) may be further included.
또한, 흡착필터의 교체 시기를 감지한 후, 직접공기 CO2 포집 장치에 구성된 IoT 칩을 통한 IoT 통신 기능을 이용하여 흡착필터의 교체 시기를 재생센터에 통보하는 단계(S160)를 더 포함할 수 있다. In addition, after detecting the replacement time of the adsorption filter, a step of notifying the regeneration center of the replacement time of the adsorption filter using the IoT communication function through the IoT chip configured in the direct air CO 2 capture device may be further included (S160). there is.
또한, CO2에 의해 포화된 흡착필터는 수거되어 재생 후 교체되는 단계(S170)를 더 포함할 수 있다. In addition, the adsorption filter saturated by CO 2 may further include a step of collecting, regenerating, and replacing the adsorption filter (S170).
실시예들에 따르면 전력 독립형 장치인 빛 감응형 태양광 패널에서 에너지를 공급받고, 교체형 흡착필터를 이용하여 흡입된 공기로부터 CO2를 포집할 수 있다. According to embodiments, energy may be supplied from a light-sensitive solar panel, which is a power-independent device, and CO 2 may be collected from inhaled air using a replaceable adsorption filter.
또한, 실시예들에 따르면 포화된 흡착필터를 수거 후 필터 재생 공장에서 고순도 CO2를 분리하며 재생된 필터를 다시 재사용하도록 할 수 있다. Further, according to embodiments, after collecting the saturated adsorption filter, high-purity CO 2 is separated in a filter regeneration plant, and the regenerated filter may be reused.
아래에서 일 실시예에 따른 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 방법의 각 단계를 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, each step of an energy independent direct air CO 2 capture method including a replaceable adsorption filter according to an embodiment will be described in detail.
일 실시예에 따른 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 방법은 일 실시예에 따른 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 장치를 예를 들어 보다 구체적으로 설명할 수 있다.An energy-independent direct air CO 2 capturing method including a replaceable adsorption filter according to an embodiment will be described in more detail by taking the energy-independent direct air CO 2 capture device including a replaceable adsorption filter according to an embodiment as an example. can
앞에서 설명한 바와 같이, 일 실시예에 따른 교체형 흡착필터를 포함하는 에너지 독립형 직접공기 CO2 포집 장치는 공기 흡입 팬, 태양광 패널 및 흡착필터를 포함하여 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 감지 센서, IoT 칩 및 하우징을 더 포함할 수 있다. As described above, an energy-independent direct air CO 2 capture device including a replaceable adsorption filter according to an embodiment may include an air intake fan, a solar panel, and an adsorption filter. Depending on the embodiment, a detection sensor, an IoT chip, and a housing may be further included.
단계(S110)에서, 태양광 패널을 통해 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급될 수 있다. 여기서, 직접공기 CO2 포집 장치의 하우징이 상부의 적어도 일부가 오픈된 박스 형태로 이루어져, 적어도 3개의 측면에 각각 빛 감응형 태양광 패널이 구성되어 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급될 수 있다.In step S110, energy for driving the air intake fan may be supplied through the solar panel. Here, the housing of the direct air CO 2 capture device is made in the form of a box with at least a part of the upper part open, and light-sensitive solar panels are configured on at least three sides, respectively, so that energy for driving the air intake fan can be supplied. there is.
단계(S120)에서, 공기 흡입 팬의 구동에 따라 대기 중의 공기가 직접공기 CO2 포집 장치로 유입될 수 있다. 이 때, 직접공기 CO2 포집 장치가 상부의 적어도 일부가 오픈된 박스 형태로 이루어져, 상측에 배치된 공기 흡입 팬을 통해 오픈된 부분으로 공기를 유입시킬 수 있다. In step S120, air in the atmosphere may be introduced into the direct air CO 2 collecting device according to the driving of the air intake fan. At this time, the direct air CO 2 collecting device is made in the form of a box with at least a part of the upper part open, and air may be introduced into the open part through an air intake fan disposed on the upper part.
단계(S130)에서, 직접공기 CO2 포집 장치의 내부로 유입된 공기가 흡착필터를 거침에 따라 CO2가 제거될 수 있다. 여기서, 흡착필터는 상온/상압에서 CO2를 흡착하고, 일정 운전조건에서 재생하여 재사용이 가능하도록 만든 고체형 필터일 수 있다. In step S130, CO 2 may be removed as the air introduced into the direct air CO 2 collecting device passes through the adsorption filter. Here, the adsorption filter may be a solid filter that adsorbs CO 2 at room temperature/normal pressure and is regenerated under certain operating conditions so as to be reused.
단계(S140)에서, CO2가 제거된 공기가 직접공기 CO2 포집 장치의 배출구를 통해 외부로 배출될 수 있다. In step S140, the air from which CO 2 is removed may be discharged to the outside through the outlet of the direct air CO 2 collecting device.
단계(S150)에서, 직접공기 CO2 포집 장치에 구성된 감지 센서를 통해 흡착필터의 교체 시기를 감지할 수 있다. In step S150, the replacement time of the adsorption filter may be detected through a detection sensor configured in the direct air CO 2 capture device.
단계(S160)에서, 흡착필터의 교체 시기를 감지한 후, 직접공기 CO2 포집 장치에 구성된 IoT 칩을 통한 IoT 통신 기능을 이용하여 흡착필터의 교체 시기를 재생센터에 통보할 수 있다. In step S160, after detecting the replacement time of the adsorption filter, the replacement time of the adsorption filter may be notified to the regeneration center by using the IoT communication function through the IoT chip configured in the direct air CO 2 capture device.
단계(S170)에서, CO2에 의해 포화된 흡착필터는 수거되어 재생 후 교체될 수 있다. 흡착필터는 다수의 사용된 흡착필터를 동시에 재생할 수 있고, 탈착된 고순도 CO2를 저장할 수 있는 공장에서 재생되어 교체될 수 있다.In step S170, the adsorption filter saturated by CO 2 can be collected and replaced after regeneration. The adsorption filter can be regenerated and replaced in a factory capable of simultaneously regenerating a plurality of used adsorption filters and storing desorbed high-purity CO 2 .
일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치는 빛 감응형 태양광 패널, 교체형 흡착필터, 필터교체주기 감지 IoT 칩으로 구성된 직접공기 포집(DAC) 장치로서, 상부로 유입된 공기가 흡착필터를 통해 이산화탄소가 제거되어 하부를 통하여 대기로 배출될 수 있다. A direct air CO 2 capture device according to an embodiment is a direct air capture (DAC) device composed of a light-sensitive solar panel, a replaceable adsorption filter, and a filter replacement cycle detection IoT chip, and the air introduced from the top passes through the adsorption filter. Carbon dioxide can be removed and discharged to the atmosphere through the lower part.
직접공기 포집(DAC) 장치의 3개 측면에 설치된 빛 감응형 태양광 패널에서 생산된 전기를 이용하여 공기 흡입 팬이 작동된다. 흡착필터에 CO2가 포화될 경우, CO2 센서 기능과 IoT 기술을 이용하여 교체 시기가 필터 재생 센터에 통보될 수 있다. 예컨대, 필터 교체주기는 평균 90일 정도가 될 수 있다. 이 때, 수거된 흡착필터는 탈착 공정을 통하여 재생되어 재사용될 수 있다.Air intake fans are powered by electricity generated by light-sensitive solar panels installed on three sides of the direct air capture (DAC) unit. When the adsorption filter is saturated with CO2, the replacement time can be notified to the filter regeneration center using the CO2 sensor function and IoT technology. For example, the average filter replacement cycle may be about 90 days. At this time, the collected adsorption filter may be regenerated and reused through a desorption process.
한편, 기존의 직접공기 포집 장치는 에너지 독립형이 아닌 외부 전력을 사용한다. 또한 종래에는 흡착 및 탈착 일체형으로 이루어진 직접공기 포집 장치를 제공한다. 그리고 기존의 직접공기 포집 장치는 필터 교체 시기를 자동으로 감지하는 IoT 칩이 제공되지 않는다.On the other hand, existing direct air capture devices use external power rather than energy independence. In addition, conventionally, a direct air collecting device composed of an integrated adsorption and desorption type is provided. In addition, the existing direct air collecting device does not provide an IoT chip that automatically detects the filter replacement time.
도 7은 일 실시예에 따른 흡착필터의 재생 및 교체를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining regeneration and replacement of an adsorption filter according to an embodiment.
도 7을 참조하면, 예를 들어, 일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치는 3개의 면에 빛 감응형 태양광 패널이 설치되어 있고, 다른 한면은 흡착필터를 교체할 수 있도록 개폐가 가능한 문이 있으며, 내부에는 공기 흡입 팬, 모터, 축전지, 흡착필터 교체 일시를 감지하고 통보하는 IoT 칩이 존재할 수 있다. Referring to FIG. 7 , for example, in the direct air CO 2 capture device according to an embodiment, light-sensitive solar panels are installed on three sides, and the other side is openable and open so that the adsorption filter can be replaced. There is a door, and there may be an IoT chip that detects and notifies the replacement date of the air intake fan, motor, storage battery, and adsorption filter inside.
상부의 공기 흡입 팬을 이용하여 대기 중 공기가 우체통 모양의 소형 직접공기 포집(DAC) 장치로 유입될 수 있다. 이 때, 공기 유입 팬이 구동하기 위해 필요한 에너지는 3개 측면의 빛 감응형 태양광 패널을 통해 공급될 수 있다. 우체통 모양의 소형 직접공기 포집(DAC) 장치로 유입된 공기는 흡착제 필터를 거쳐 이산화탄소가 제거될 수 있다. 이산화탄소가 제거된 깨끗한 공기는 우체통 모양의 소형 직접공기 포집(DAC) 장치 하부의 배출구를 통하여 대기 중으로 유출될 수 있다.Atmospheric air can be drawn into a compact direct air capture (DAC) unit shaped like a mailbox using a top air intake fan. At this time, the energy required to drive the air intake fan may be supplied through the light-sensitive solar panels on the three sides. Air drawn into a small direct air collection (DAC) unit shaped like a mailbox can be desorbed through an adsorbent filter to remove carbon dioxide. The clean air freed from carbon dioxide can flow into the atmosphere through an outlet at the bottom of a small direct air collection (DAC) device shaped like a mailbox.
이산화탄소로 포화된 흡착 필터는 수거되어 재생 후 교체될 수 있다. 이 때, 흡착필터 교체 시기 감지 센서와 IoT 통신 기능을 이용하여 교체 시기를 재생센터에 통보할 수 있다.The adsorbent filter saturated with carbon dioxide can be collected and replaced after regeneration. At this time, the replacement time can be notified to the regeneration center by using the sensor for detecting the replacement time of the adsorption filter and the IoT communication function.
일 실시예에 따른 직접공기 CO2 포집 장치와 같은 우체통 모양의 소형 직접공기 포집(DAC) 장치(500X500X1600 mm) 1대를 설치할 경우, 3개 측면에 설치된 태양광 패널(500X1500 mm)로부터 하루 평균 3.6 시간의 일조량으로 450 W의 전력을 생산할 수 있다.In the case of installing one small direct air collection (DAC) device (500X500X1600 mm) in the shape of a mailbox, such as the direct air CO 2 capture device according to an embodiment, the average daily rate is 3.6 from the solar panels (500X1500 mm) installed on three sides. It can produce 450 W of power per hour of sunlight.
태양광에서 생산된 전력량으로 흡입된 공기로부터 하루 약 27g의 CO2를 포집할 수 있으며, 흡착필터의 이산화탄소 포화량을 2.5kg으로 산정할 경우, 필터 평균 교체주기는 약 90일이다.It is possible to collect about 27g of CO 2 per day from the inhaled air with the amount of electricity generated from sunlight, and if the carbon dioxide saturation of the adsorption filter is calculated as 2.5kg, the average filter replacement cycle is about 90 days.
이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above, when a component is referred to as "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be understood that there is On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 명세서에서 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. 본 명세서에서, "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.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as “…unit” and “…module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.In addition, the components of the embodiments described with reference to each drawing are not limitedly applied only to the corresponding embodiment, and may be implemented to be included in other embodiments within the scope of maintaining the technical spirit of the present invention, and also separate Even if the description is omitted, it is natural that a plurality of embodiments may be re-implemented as an integrated embodiment.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same or related reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited examples and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
Claims (15)
대기 중의 공기가 내부로 유입되도록 하는 공기 흡입 팬;
상기 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지를 공급하는 태양광 패널; 및
내부로 유입된 상기 공기에서 CO2를 제거하며, 재생 및 교체 가능한 흡착필터
를 포함하고,
상기 흡착필터에 의해 CO2가 제거된 공기가 배출구를 통해 외부로 배출되는, 직접공기 CO2 포집 장치.In the energy independent direct air CO 2 capture device including a replaceable adsorption filter,
an air intake fan that allows atmospheric air to flow into the interior;
a solar panel supplying energy for driving the air intake fan; and
A regenerable and replaceable adsorption filter that removes CO 2 from the air introduced into the interior
including,
A direct air CO 2 capture device, wherein the air from which CO 2 is removed by the adsorption filter is discharged to the outside through an outlet.
상기 흡착필터의 교체 시기를 감지하는 감지 센서
를 더 포함하는, 직접공기 CO2 포집 장치.According to claim 1,
Detection sensor for detecting the replacement time of the adsorption filter
Further comprising, direct air CO 2 capture device.
상기 감지 센서를 통해 상기 흡착필터의 교체 시기를 감지한 후, IoT 통신 기능을 이용하여 상기 흡착필터의 교체 시기를 재생센터에 통보하는 구성된 IoT(internet of things) 칩
을 더 포함하는, 직접공기 CO2 포집 장치.According to claim 2,
After detecting the replacement time of the adsorption filter through the detection sensor, an Internet of Things (IoT) chip configured to notify the regeneration center of the replacement time of the adsorption filter using the IoT communication function.
Further comprising, direct air CO 2 capture device.
상부의 적어도 일부가 오픈된 박스 형태로 이루어져, 상측에 배치된 상기 공기 흡입 팬을 통해 오픈된 부분으로 공기를 유입시키는 하우징
을 더 포함하는, 직접공기 CO2 포집 장치.According to claim 1,
A housing in which at least a part of the upper part is made in the form of an open box, and air is introduced into the open part through the air intake fan disposed on the upper side.
Further comprising, direct air CO 2 capture device.
상기 태양광 패널은,
상기 하우징의 적어도 3개의 측면에 각각 빛 감응형 태양광 패널로 구성되어, 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급되는 것
을 특징으로 하는, 직접공기 CO2 포집 장치.According to claim 4,
The solar panel,
Consisting of light-sensitive solar panels on at least three sides of the housing, respectively, supplying energy for driving an air intake fan
Characterized in that, direct air CO 2 capture device.
상기 흡착필터는,
CO2를 흡착하고, 일정 운전조건에서 재생하여 재사용이 가능하도록 만든 고체형 필터인 것
을 특징으로 하는, 직접공기 CO2 포집 장치.According to claim 1,
The adsorption filter,
A solid filter that adsorbs CO 2 and regenerates it under certain operating conditions so that it can be reused
Characterized in that, direct air CO 2 capture device.
상기 흡착필터는,
다수의 사용된 흡착필터를 동시에 재생할 수 있고, 탈착된 CO2를 저장할 수 있는 공장에서 재생되어 교체되는 것
을 특징으로 하는, 직접공기 CO2 포집 장치.According to claim 1,
The adsorption filter,
A number of used adsorption filters can be regenerated at the same time, and regenerated and replaced in a plant that can store desorbed CO 2
Characterized in that, direct air CO 2 capture device.
태양광 패널을 통해 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급되는 단계;
상기 공기 흡입 팬의 구동에 따라 대기 중의 공기가 직접공기 CO2 포집 장치로 유입되는 단계;
상기 직접공기 CO2 포집 장치의 내부로 유입된 공기가 흡착필터를 거침에 따라 CO2가 제거되는 단계; 및
상기 CO2가 제거된 공기가 상기 직접공기 CO2 포집 장치의 배출구를 통해 외부로 배출되는 단계
를 포함하는, 직접공기 CO2 포집 방법.In the direct air CO 2 capture method performed by an energy independent direct air CO 2 capture device including a replaceable adsorption filter,
Supplying energy to drive an air intake fan through a solar panel;
introducing atmospheric air into a direct air CO 2 collecting device according to the operation of the air intake fan;
removing CO 2 as the air introduced into the direct air CO 2 collecting device passes through an adsorption filter; and
Discharging the air from which the CO 2 is removed to the outside through an outlet of the direct air CO 2 collecting device.
Including, direct air CO 2 capture method.
상기 직접공기 CO2 포집 장치에 구성된 감지 센서를 통해 상기 흡착필터의 교체 시기를 감지하는 단계
를 더 포함하는, 직접공기 CO2 포집 방법.According to claim 8,
Detecting a replacement time of the adsorption filter through a sensor configured in the direct air CO 2 collecting device.
Further comprising, direct air CO 2 capture method.
상기 흡착필터의 교체 시기를 감지한 후, 상기 직접공기 CO2 포집 장치에 구성된 IoT(internet of things) 칩을 통한 IoT 통신 기능을 이용하여 상기 흡착필터의 교체 시기를 재생센터에 통보하는 단계
를 더 포함하는, 직접공기 CO2 포집 방법.According to claim 9,
After detecting the replacement time of the adsorption filter, notifying the regeneration center of the replacement time of the adsorption filter using an IoT communication function through an internet of things (IoT) chip configured in the direct air CO 2 capture device.
Further comprising, direct air CO 2 capture method.
상기 CO2에 의해 포화된 상기 흡착필터는 수거되어 재생 후 교체되는 단계
를 더 포함하는, 직접공기 CO2 포집 방법.According to claim 8,
The adsorption filter saturated by the CO 2 is collected and replaced after regeneration.
Further comprising, direct air CO 2 capture method.
상기 태양광 패널을 통해 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급되는 단계는,
상기 직접공기 CO2 포집 장치가 상부의 적어도 일부가 오픈된 박스 형태로 이루어져, 적어도 3개의 측면에 각각 빛 감응형 태양광 패널이 구성되어 공기 흡입 팬을 구동하기 위한 에너지가 공급되는 것
을 특징으로 하는, 직접공기 CO2 포집 방법.According to claim 8,
The step of supplying energy for driving the air intake fan through the solar panel,
The direct air CO 2 capture device is made in the form of a box with at least a part of the upper part open, and a light-sensitive solar panel is configured on at least three sides to supply energy to drive an air intake fan.
Characterized in that, direct air CO 2 capture method.
상기 공기 흡입 팬의 구동에 따라 대기 중의 공기가 직접공기 CO2 포집 장치로 유입되는 단계는,
상기 직접공기 CO2 포집 장치가 상부의 적어도 일부가 오픈된 박스 형태로 이루어져, 상측에 배치된 공기 흡입 팬을 통해 오픈된 부분으로 공기를 유입시키는 것
을 특징으로 하는, 직접공기 CO2 포집 방법.According to claim 8,
The step of introducing atmospheric air into the direct air CO 2 capture device according to the driving of the air intake fan,
The direct air CO 2 capture device is made in the form of a box with at least a part of the upper part open, and air is introduced into the open part through an air intake fan disposed on the upper part.
Characterized by, direct air CO 2 capture method.
상기 흡착필터는,
CO2를 흡착하고, 일정 운전조건에서 재생하여 재사용이 가능하도록 만든 고체형 필터인 것
을 특징으로 하는, 직접공기 CO2 포집 방법.According to claim 8,
The adsorption filter,
A solid filter that adsorbs CO 2 and regenerates it under certain operating conditions so that it can be reused
Characterized in that, direct air CO 2 capture method.
상기 흡착필터는,
다수의 사용된 흡착필터를 동시에 재생할 수 있고, 탈착된 CO2를 저장할 수 있는 공장에서 재생되어 교체되는 것
을 특징으로 하는, 직접공기 CO2 포집 방법.According to claim 8,
The adsorption filter,
A number of used adsorption filters can be regenerated at the same time, and regenerated and replaced in a plant that can store desorbed CO 2
Characterized in that, direct air CO 2 capture method.
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| KR (1) | KR102624615B1 (en) |
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- 2021-06-16 KR KR1020210077849A patent/KR102624615B1/en active IP Right Grant
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