KR20230143516A - Water electrolysis system to produce calcium carbonate - Google Patents

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KR20230143516A
KR20230143516A KR1020220042541A KR20220042541A KR20230143516A KR 20230143516 A KR20230143516 A KR 20230143516A KR 1020220042541 A KR1020220042541 A KR 1020220042541A KR 20220042541 A KR20220042541 A KR 20220042541A KR 20230143516 A KR20230143516 A KR 20230143516A
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양예진
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Abstract

이산화탄소를 이용하여 수소 및 탄산칼슘을 생산하는 수전해 시스템으로써, 산소 및 염소 등을 생산할 뿐만 아니라 수소 및 탄산칼슘을 고순도로 생산할 수 있는 장점이 있다.It is a water electrolysis system that produces hydrogen and calcium carbonate using carbon dioxide, and has the advantage of being able to produce not only oxygen and chlorine, but also hydrogen and calcium carbonate with high purity.

Description

탄산칼슘을 생산하는 수전해시스템{Water electrolysis system to produce calcium carbonate}Water electrolysis system to produce calcium carbonate}

이산화탄소를 이용하여 수소 및 탄산칼슘을 생산하는 수전해 시스템에 관한 것이다.This relates to a water electrolysis system that produces hydrogen and calcium carbonate using carbon dioxide.

최근 산업화와 더불어 온실가스의 배출이 지속적으로 증가하고 있으며, 온실가스 중 이산화탄소가 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 산업 유형별 이산화탄소 배출량은 발전소 등 에너지 공급원에서 가장 많고, 발전을 포함한 시멘트/철강/정제 산업 등에서 발생되는 이산화탄소가 전 세계 발생량의 절반을 차지하고 있다. 이산화탄소 전환/활용 분야는 크게 화학적 전환, 생물학적 전환, 직접 활용으로 구분할 수 있으며, 기술적 범주로는 촉매, 전기화학, 바이오공정, 광활용, 무기(탄산)화, 폴리머 등으로 구분지을 수 있다. 이산화탄소는 다양한 산업 및 공정에서 발생되고, 하나의 기술로 이산화탄소 저감을 달성할 수 없기 때문에 이산화탄소 저감을 위한 다양한 접근 방식이 필요하다.Recently, with industrialization, greenhouse gas emissions are continuously increasing, and carbon dioxide accounts for the largest proportion of greenhouse gases. Carbon dioxide emissions by industry type are highest from energy sources such as power plants, and carbon dioxide generated from cement/steel/refining industries, including power generation, accounts for half of global emissions. The field of carbon dioxide conversion/utilization can be broadly divided into chemical conversion, biological conversion, and direct utilization, and technical categories include catalyst, electrochemistry, bioprocess, light utilization, inorganic (carbonation), and polymer. Carbon dioxide is generated from various industries and processes, and since carbon dioxide reduction cannot be achieved with one technology, various approaches are needed to reduce carbon dioxide.

현재 미국 에너지성 DOE(Department Of Energy)는 이산화탄소를 저감하기 위한 기술로 CCS(Carbon Capture Storage)와 CCU (CC & Utilization)이 복합된 CCUS 기술에 관심을 두고 다각적 기술 개발을 추진 중이다. CCUS 기술은 효과적인 온실가스 감축 방안으로 인정받고 있으나, 고 투자 비용, 유해 포집제의 대기 방출 가능성, 낮은 기술 성숙도의 문제에 직면하고 있다. 또한, 에너지 및 기후 정책적 관점에서 CCUS는 온실가스 배출량을 실질적으로 감축하는 수단을 제공하지만 기술의 실현에는 보완 사항이 많다. 따라서, 보다 효율적으로 이산화탄소 포집, 저장 및 활용하는 새로운 개념의 지속 사용가능한 한계돌파형(breakthrough) 기술 개발이 요구되고 있다.Currently, the U.S. Department of Energy (DOE) is interested in CCUS technology, which is a combination of CCS (Carbon Capture Storage) and CCU (CC & Utilization), as a technology to reduce carbon dioxide and is pursuing multifaceted technology development. CCUS technology is recognized as an effective greenhouse gas reduction method, but it faces the problems of high investment costs, the possibility of releasing harmful collectors into the air, and low technology maturity. Additionally, from an energy and climate policy perspective, CCUS provides a means to substantially reduce greenhouse gas emissions, but there are many complements to the realization of the technology. Therefore, there is a need to develop a new sustainable breakthrough technology that captures, stores, and utilizes carbon dioxide more efficiently.

한편, 경질 탄산칼슘(침강성 탄산칼슘)(PCC, precipitated calcium carbonate)을 제조하는 방법은 크게 칼슘이 녹아있는 용액에 탄산가스를 주입하는 방법과 용해된 칼슘염 용액에 용해 가능한 카보네이트 용액을 혼합하여 생산하는 방법 등이 있다.Meanwhile, the method of producing precipitated calcium carbonate (PCC) is largely produced by injecting carbon dioxide gas into a solution containing dissolved calcium and mixing a soluble carbonate solution with a dissolved calcium salt solution. There are ways to do it, etc.

그러나 가스상으로 이산화탄소를 주입하는 경우에는 이산화탄소를 따로 확보해야 하며, 품질 제어 등이 용이하지 않은 문제가 있다. 또한, 반응하지 못한 일부의 이산화탄소는 반응 중에 대기로 방출되고, 소성 공정에서 이산화탄소가 발생하여 환경오염을 야기한다. 더욱이, 제조공정이 복잡하고, 석회석을 1000℃ 이상의 고온으로 소성하여 중간물질인 생석회를 제조함으로써 제조비용이 증대된다. However, when injecting carbon dioxide in gaseous form, carbon dioxide must be secured separately, and quality control is not easy. Additionally, some of the carbon dioxide that fails to react is released into the atmosphere during the reaction, and carbon dioxide is generated during the firing process, causing environmental pollution. Moreover, the manufacturing process is complicated, and the manufacturing cost increases by calcining limestone at a high temperature of 1000°C or higher to produce quicklime, an intermediate material.

따라서, 이산화탄소 발생량을 저감하고 탄산칼슘 제조비용을 낮추기 위해서는 칼슘성분을 석회석에 공급해서는 안 되고 이산화탄소와 결합하지 않는 칼슘원을 사용하여야 하는 문제가 있다.Therefore, in order to reduce the amount of carbon dioxide generated and lower the cost of producing calcium carbonate, there is a problem that calcium components should not be supplied to limestone and a calcium source that does not bind to carbon dioxide should be used.

한편, 용해된 칼슘염 용액에 용해 가능한 카보네이트 용액을 혼합하여 생산하는 방법으로 액상으로 탄산칼슘을 제조하는 경우에는, 탄산염 등을 추가로 확보해야 하므로 비용이 증가되는 문제가 있다.On the other hand, when liquid calcium carbonate is produced by mixing a dissolved calcium salt solution with a soluble carbonate solution, there is a problem of increased cost because additional carbonate, etc. must be secured.

대한민국 등록특허공보 제10-1388217호Republic of Korea Patent Publication No. 10-1388217

상기 문제를 해결하기 위한 목적은 다음과 같다.The purpose of solving the above problem is as follows.

제1 수용공간에 포함된 제1 수용액, 및 상기 제1 수용액에 적어도 일부가 잠긴 캐소드(anode)를 구비하는 캐소드부; 제2 수용공간에 포함된 제2 수용액, 및 상기 제2 수용액에 적어도 일부가 잠긴 금속의 애노드(Cathode)를 구비하는 애노드부; 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간을 연통시키는 연결 통로, 및 상기 연결 통로에 위치한 이온교환막을 구비하는 연결부; 상기 캐소드(anode)와 애노드(Cathode)를 연결하는 전원공급장치; 및 상기 제1 수용공간, 및 제3 수용공간으로 연결되어 탄산칼슘(CaCO3(S))을 생성시키는 탄산칼슘 생성부;를 포함하여, 전원공급장치에 전원공급 시, 수소기체 및 탄산칼슘이 발생하는 수전해시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.a cathode portion including a first aqueous solution contained in a first accommodating space, and a cathode (anode) at least partially submerged in the first aqueous solution; an anode portion including a second aqueous solution contained in a second accommodating space and a metal anode at least partially submerged in the second aqueous solution; a connecting portion including a connecting passage that communicates the first accommodating space and the second accommodating space, and an ion exchange membrane located in the connecting passage; A power supply device connecting the cathode and anode; And a calcium carbonate generator connected to the first accommodating space and the third accommodating space to generate calcium carbonate (CaCO 3 (S) ); When power is supplied to the power supply device, hydrogen gas and calcium carbonate are generated. The purpose is to provide a water electrolysis system that generates electricity.

일 측면에 따른 수전해시스템은 제1 수용공간에 포함된 제1 수용액, 및 상기 제1 수용액에 적어도 일부가 잠긴 캐소드(anode)를 구비하는 캐소드부; 제2 수용공간에 포함된 제2 수용액, 및 상기 제2 수용액에 적어도 일부가 잠긴 금속의 애노드(Cathode)를 구비하는 애노드부; 상기 캐소드(anode)와 애노드(Cathode)를 연결하는 전원공급장치; 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간을 연통시키는 연결 통로, 및 상기 연결 통로에 위치한 이온교환막을 구비하는 연결부; 및 상기 제1 수용공간, 및 제3 수용공간으로 연결되어 탄산칼슘(CaCO3(S))을 생성시키는 탄산칼슘 생성부;를 포함하고, 전원공급장치에 전원공급 시, 상기 캐소드부에서 제1 전해액으로 이산화탄소 기체가 유입되어 상기 제1 전해액과 상기 이산화탄소 기체의 반응에 의해 수소이온(H+)과 중탄산이온(HCO3 -)이 생성되고, 상기 수소이온(H+)과 전원공급으로 공급된 전자(e-)가 결합되어 수소기체(H2)가 발생하는 것을 특징으로 한다.A water electrolysis system according to one aspect includes a cathode portion including a first aqueous solution contained in a first accommodating space, and a cathode (anode) at least partially submerged in the first aqueous solution; an anode portion including a second aqueous solution contained in a second accommodating space, and a metal anode at least partially submerged in the second aqueous solution; A power supply device connecting the cathode and anode; a connecting portion including a connecting passage that communicates the first accommodating space and the second accommodating space, and an ion exchange membrane located in the connecting passage; And a calcium carbonate generator connected to the first accommodating space and the third accommodating space to generate calcium carbonate (CaCO 3 (S) ). When power is supplied to the power supply device, the first accommodating space is connected to the first accommodating space and the third accommodating space. Carbon dioxide gas flows into the electrolyte solution, and hydrogen ions (H + ) and bicarbonate ions (HCO 3 - ) are generated by the reaction of the first electrolyte solution and the carbon dioxide gas, and the hydrogen ions (H + ) and the power supply supply It is characterized in that hydrogen gas (H 2 ) is generated by combining electrons (e - ).

상기 탄산칼슘 생성부는 탄산칼슘(CaCO3(S))을 생성시키는 반응기; 상기 제1 수용공간과 반응기를 연결하고, 제1 수용공간의 중탄산이온(HCO3 -)을 반응기로 투입시키는 제1 투입구; 상기 반응기와 연결되고, 칼슘이온(Ca2+)을 반응기로 투입시키는 제2 투입구; 및 상기 제3 수용공간과 반응기를 연결하고, 탄산칼슘(CaCO3(S)) 생성반응 후 잔여액을 제3 수용공간으로 투입시키는 제3 투입구;를 포함할 수 있다.The calcium carbonate generating unit includes a reactor that generates calcium carbonate (CaCO 3(S) ); A first inlet connecting the first accommodation space and the reactor and introducing bicarbonate ions (HCO 3 - ) from the first accommodation space into the reactor; A second inlet connected to the reactor and introducing calcium ions (Ca 2+ ) into the reactor; and a third inlet that connects the third accommodating space and the reactor and injects the remaining liquid after the calcium carbonate (CaCO 3(S) ) production reaction into the third accommodating space.

상기 애노드는 산소 발생 반응(oxygen evolution reaction) 촉매를 포함할 수 있다.The anode may include an oxygen evolution reaction catalyst.

상기 산소 발생 반응 촉매는 금속 산화물 촉매, 페로브스카이트 산화물 촉매, 금속 황화물 촉매, 금속 탄화물 촉매, 및 탄소 촉매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The oxygen evolution reaction catalyst may be one or more selected from the group consisting of metal oxide catalysts, perovskite oxide catalysts, metal sulfide catalysts, metal carbide catalysts, and carbon catalysts.

상기 산소 발생 반응 촉매에 포함된 금속은 Li, Co, Ni, Zn, Fe, Ti, Na, Mn, Cu, Ga, Sn, Cr, W, Ru, Ir, Pt, 및 Au 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상일 수 있다.The metal contained in the oxygen evolution reaction catalyst is selected from the group consisting of Li, Co, Ni, Zn, Fe, Ti, Na, Mn, Cu, Ga, Sn, Cr, W, Ru, Ir, Pt, and Au. There may be at least one type.

상기 캐소드는 탄소 페이퍼, 탄소 섬유, 탄소 펠트, 탄소 천, 금속 폼, 및 금속박막을 포함할 수 있다.The cathode may include carbon paper, carbon fiber, carbon felt, carbon cloth, metal foam, and metal thin film.

상기 캐소드는 발생 반응(hydrogen evolution reaction) 촉매를 더 포함할 수 있다.The cathode may further include a hydrogen evolution reaction catalyst.

상기 이산화탄소 처리부는 상기 제1 수용공간과 연통되어, 제3 수용공간에 수용되는 제3 수용액을 포함하는 이산화탄소 처리부;를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide treatment unit may further include a carbon dioxide treatment unit that communicates with the first accommodation space and includes a third aqueous solution accommodated in the third accommodation space.

상기 이산화탄소 처리부는 상기 제3 수용공간으로 유입되는 이산화탄소 기체 중 이온화되지 않은 이산화탄소 기체를 상기 제3 수용액으로부터 분리하여 상기 애노드부로 공급되지 않도록 할 수 있다.The carbon dioxide treatment unit may separate unionized carbon dioxide gas from the carbon dioxide gas flowing into the third accommodation space from the third aqueous solution and prevent it from being supplied to the anode unit.

상기 이산화탄소 처리부는 상기 이온화되지 않은 이산화탄소 기체를 상기 제3 수용액과의 비중 차이를 이용하여 분리할 수 있다.The carbon dioxide treatment unit may separate the non-ionized carbon dioxide gas using a difference in specific gravity from the third aqueous solution.

상기 이산화탄소 처리부는 상기 제3 수용공간의 상기 제3 수용액의 수면보다 아래에 위치하고, 이산화탄소 기체가 유입되는 유입구; 및 상기 유입구보다 아래에 위치하여, 상기 제3 수용공간에서 상기 제1 수용 공간과 연통되도록 형성된 연통구;를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide treatment unit is located below the water surface of the third aqueous solution in the third accommodation space and includes an inlet through which carbon dioxide gas flows. and a communication port located below the inlet and formed to communicate with the first accommodating space in the third accommodating space.

상기 캐소드부는 상기 제1 수용공간에 수용되는 제1 수용액의 수면보다 위에 위치하여, 방전 시 발생한 수소기체를 배출시키는 제1 배출구를 더 포함할 수 있다.The cathode unit may further include a first outlet that is located above the water surface of the first aqueous solution accommodated in the first accommodation space and discharges hydrogen gas generated during discharge.

상기 이산화탄소 처리부는 상기 제3 수용공간의 상기 제3 수용액의 수면보다 위에 위치하여, 방전 시 상기 이온화되지 않은 이산화탄소 기체가 배출하는 제2 배출구를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide treatment unit may be located above the water surface of the third aqueous solution in the third accommodation space and may further include a second outlet through which the non-ionized carbon dioxide gas is discharged during discharge.

상기 이산화탄소 처리부는 상기 이온화되지 않은 이산화탄소 기체를 상기 제3 수용 공간의 상기 제3 수용액으로 재공급하는 이산화탄소 순환 공급부를 더 포함할 수 있다.The carbon dioxide treatment unit may further include a carbon dioxide circulation supply unit that resupplies the non-ionized carbon dioxide gas to the third aqueous solution in the third accommodation space.

상기 제1 수용액 또는 제2 수용액은 알칼리성 금속이온을 포함하는 알칼리성 수용액일 수 있다.The first or second aqueous solution may be an alkaline aqueous solution containing alkaline metal ions.

상기 제2 수용공간 내 알칼리성 금속이온은 이온교환막을 통해 제1 수용공간으로 이동할 수 있다.Alkaline metal ions in the second accommodation space may move to the first accommodation space through the ion exchange membrane.

일 측면에 따른 수전해시스템은 산소 및 염소 등을 생산할 뿐만 아니라 수소 및 탄산칼슘을 고순도로 생산할 수 있는 장점이 있다.The water electrolysis system according to one aspect has the advantage of being able to produce not only oxygen and chlorine, but also hydrogen and calcium carbonate with high purity.

도 1에는 일 구현예에 따른 수전해시스템의 수전해과정을 도시한 모식도이다.
도 2은 다른 일 구현예에 따른 수전해시스템의 수전해과정을 도시한 모식도이다.
Figure 1 is a schematic diagram showing the water electrolysis process of a water electrolysis system according to an embodiment.
Figure 2 is a schematic diagram showing the water electrolysis process of a water electrolysis system according to another embodiment.

이상의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, it is not limited to the embodiments described here and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and the technical ideas can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the attached drawings, the dimensions of the structures are enlarged from the actual size for clarity of the present invention. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Additionally, when a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be “on” another part, this includes not only being “directly above” the other part, but also cases where there is another part in between. Conversely, when a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be "underneath" another part, this includes not only being "immediately below" the other part, but also cases where there is another part in between.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.Unless otherwise specified, all numbers, values, and/or expressions used herein expressing quantities of components, reaction conditions, polymer compositions, and formulations are intended to represent, among other things, how such numbers inherently occur in obtaining such values. Since they are approximations reflecting the various uncertainties of measurement, they should be understood in all cases as being qualified by the term "approximately". Additionally, where a numerical range is disclosed herein, such range is continuous and, unless otherwise indicated, includes all values from the minimum to the maximum of such range inclusively. Furthermore, when such range refers to an integer, all integers from the minimum value up to and including the maximum value are included, unless otherwise indicated.

본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.In this specification, when a range is stated for a variable, the variable will be understood to include all values within the stated range, including the stated endpoints of the range. For example, the range "5 to 10" includes the values 5, 6, 7, 8, 9, and 10, as well as any subranges such as 6 to 10, 7 to 10, 6 to 9, 7 to 9, etc. It will be understood that it also includes any values between integers that fall within the scope of the stated range, such as 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 to 8.5, and 6.5 to 9, etc. Also, for example, the range "10% to 30%" includes values such as 10%, 11%, 12%, 13%, etc. and all integers up to and including 30%, as well as 10% to 15%, 12% to 12%, etc. It will be understood that it includes any subranges, such as 18%, 20% to 30%, etc., and any value between reasonable integers within the range of the stated range, such as 10.5%, 15.5%, 25.5%, etc.

종래 온실가스 배출량을 감축하는 수단은 많이 제공되고 있으나 보다 효율적으로 이산화탄소 포집, 저장 및 활용하는 새로운 개념의 지속 사용가능한 한계돌파형(breakthrough) 기술 개발이 요구되고 있는 실정이었다. 뿐만 아니라, 이산화탄소 발생량을 저감하고 탄산칼슘 제조비용을 낮추기 위해서는 칼슘성분을 석회석에 공급해서는 안 되고 이산화탄소와 결합하지 않는 칼슘원을 사용해야하는 문제점이 있었다.Although many means have been provided to reduce conventional greenhouse gas emissions, there is a need to develop a new concept of sustainable breakthrough technology that captures, stores, and utilizes carbon dioxide more efficiently. In addition, in order to reduce carbon dioxide emissions and lower the cost of producing calcium carbonate, there was a problem that calcium components should not be supplied to limestone and a calcium source that does not bind to carbon dioxide should be used.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 제1 수용공간에 포함된 제1 수용액, 및 상기 제1 수용액에 적어도 일부가 잠긴 캐소드(anode)를 구비하는 캐소드부; 제2 수용공간에 포함된 제2 수용액, 및 상기 제2 수용액에 적어도 일부가 잠긴 금속의 애노드(Cathode)를 구비하는 애노드부; 상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간을 연통시키는 연결 통로, 및 상기 연결 통로에 위치한 이온교환막을 구비하는 연결부; 상기 캐소드(anode)와 애노드(Cathode)를 연결하는 전원공급장치; 및 상기 제1 수용공간, 및 제3 수용공간으로 연결되어 탄산칼슘(CaCO3(S))을 생성시키는 탄산칼슘 생성부;를 포함하는 수전해시스템의 경우, 전원공급장치에 전원공급 시, 산소 및 염소 등을 생산할 뿐만 아니라 수소 및 탄산칼슘을 고순도로 생산할 수 있는 것을 발견하고 이를 완성하였다.Accordingly, the present inventors conducted intensive research to solve the above problem, and as a result, a cathode portion including a first aqueous solution included in the first accommodation space and a cathode (anode) at least partially submerged in the first aqueous solution; an anode portion including a second aqueous solution contained in a second accommodating space and a metal anode at least partially submerged in the second aqueous solution; a connecting portion including a connecting passage that communicates the first accommodating space and the second accommodating space, and an ion exchange membrane located in the connecting passage; A power supply device connecting the cathode and anode; In the case of a water electrolysis system including a calcium carbonate generator connected to the first accommodation space and the third accommodation space to generate calcium carbonate (CaCO 3 (S) ), when power is supplied to the power supply device, oxygen and chlorine, etc., as well as producing hydrogen and calcium carbonate with high purity.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 일 구현예에 따른 수전해시스템의 수전해과정을 도시한 모식도이다. 도 1을 참고하면, 제1 수용공간(111)에 수용되는 제1 수용액(115), 및 상기 제1 수용액(115)에 적어도 일부가 잠긴 캐소드(118)을 포함하는 캐소드부(110); 제2 수용공간(151)에 수용되는 제2 수용액(155), 및 상기 제2 수용액에 적어도 일부가 잠긴 애노드(158)을 포함하는 애노드부(150); 상기 캐소드(118)와 애노드(158)를 연결하는 전원공급장치(160); 상기 제1 수용공간(111)과 상기 제2 수용공간(151)을 연통시키는 연결 통로(191), 및 상기 연결 통로에 구비된 이온교환막(192)을 포함하는 연결부(190); 및 상기 제1 수용공간(111), 및 제2 수용공간(151)으로 연결되어 탄산칼슘(CaCO3(S))을 생성시키는 탄산칼슘 생성부(120)을 포함한다.Figure 1 is a schematic diagram showing the water electrolysis process of a water electrolysis system according to an embodiment. Referring to Figure 1, a cathode portion 110 including a first aqueous solution 115 accommodated in the first accommodating space 111, and a cathode 118 at least partially submerged in the first aqueous solution 115; An anode portion 150 including a second aqueous solution 155 accommodated in the second accommodating space 151, and an anode 158 at least partially submerged in the second aqueous solution; A power supply device 160 connecting the cathode 118 and anode 158; a connecting portion 190 including a connecting passage 191 that communicates the first accommodating space 111 and the second accommodating space 151, and an ion exchange membrane 192 provided in the connecting passage; And a calcium carbonate generating unit 120 connected to the first accommodating space 111 and the second accommodating space 151 to generate calcium carbonate (CaCO 3 (S) ).

상기 캐소드부(110)는 제1 수용공간(111)에 수용되는 제1 수용액(115), 및 상기 제1 수용액(115)에 적어도 일부가 잠긴 캐소드(118)을 포함할 수 있다.The cathode portion 110 may include a first aqueous solution 115 accommodated in the first accommodation space 111, and a cathode 118 that is at least partially submerged in the first aqueous solution 115.

상기 제1 수용액(115)는 수계 전해질로써, 구체적으로, 알칼리 금속 수산화물(예를 들어, LiOH, NaOH, 또는 KOH)이 물에 용해된 알칼리성 수용액일 수 있으며, 바람직하게는 이산화탄소 용해가 수월한 알칼리성의 KOH 수용액일 수 있다.The first aqueous solution 115 is an aqueous electrolyte. Specifically, it may be an alkaline aqueous solution in which an alkali metal hydroxide (e.g., LiOH, NaOH, or KOH) is dissolved in water, and is preferably an alkaline aqueous solution in which carbon dioxide is easily dissolved. It may be an aqueous KOH solution.

일 실시예에 따라, 상기 제1 수용액(115)은 1M KOH의 강염기성 용액에서 CO2를 용리시킨 것이 사용될 수 있다.According to one embodiment, the first aqueous solution 115 may be obtained by eluting CO 2 from a strong basic solution of 1M KOH.

상기 캐소드(118)은 수전해시스템을 형성하기 위한 전극으로써, 전자(e-)를 공급받아 수소기체(H2)를 발생시키는 환원전극일 수 있다. The cathode 118 is an electrode for forming a water electrolysis system and may be a reduction electrode that receives electrons (e - ) and generates hydrogen gas (H 2 ).

구체적으로, 상기 캐소드(118)은 전원공급장치에 전원공급 시 발생한 전자(e-)를 통해 환원반응을 일으킬 수 있는 물질일 수 있다.Specifically, the cathode 118 may be a material that can cause a reduction reaction through electrons (e - ) generated when power is supplied to the power supply device.

일 실시예에 따라, 상기 캐소드(118)은 탄소 페이퍼, 탄소 섬유, 탄소 펠트, 탄소 천, 금속 폼, 및 금속박막로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일수 있다.According to one embodiment, the cathode 118 may be one or more selected from the group consisting of carbon paper, carbon fiber, carbon felt, carbon cloth, metal foam, and metal thin film.

상기 캐소드(118)는 환원반응 촉진을 위해 촉매를 캐소드 내에 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 수소 발생 반응(hydrogen evolution reaction) 촉매를 포함할 수 있다.The cathode 118 may further include a catalyst within the cathode to promote the reduction reaction. Specifically, it may include a hydrogen evolution reaction catalyst.

일 실시예에 딸, 상기 캐소드(118)은 백금 촉매, 탄소 계열 촉매, 탄소-금속 계열 복합 촉매, 및 페로브스카이트 산화물 촉매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는, 수계 전해질에서 수소 발생 반응에 대한 촉매적 활성도가 가장 뛰어나다고 알려져 있는 백금 촉매를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the cathode 118 may include one or more selected from the group consisting of a platinum catalyst, a carbon-based catalyst, a carbon-metal composite catalyst, and a perovskite oxide catalyst, preferably , it may further include a platinum catalyst known to have the highest catalytic activity for the hydrogen generation reaction in an aqueous electrolyte.

상기 캐소드부(110)는 제1 수용 공간(111)과 연통되는 제1 유입구(112), 제1 배출구(113), 및 제1 연결구(114)를 더 포함할 수 있다.The cathode portion 110 may further include a first inlet 112, a first outlet 113, and a first connector 114 that communicate with the first receiving space 111.

상기 제1 유입구(112)는 제1 수용액(115)의 수면보다 아래에 위치하도록 제1 수용 공간(111)의 하부에 위치할 수 있다. 제1 배출구(113)는 제1 수용액(115)의 수면보다 위에 위치하도록 제1 수용 공간(111)의 상부에 위치할 수 있다. 제1 유입구(112)를 통해 방전 과정에서 원료로 사용되는 이산화탄소가 제1 수용 공간(111)으로 유입되는데, 필요 시 제1 수용액(115)도 유입될 수 있다. 제1 배출구(113)를 통해서는 수전해과정에서 생성된 가스가 외부로 배출될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 유입구(112)와 배출구(113)는 충전 및 방전 시 밸브 등에 의해 선택적으로 적절히 시기에 맞춰서 개폐될 수 있다. 상기 제1 연결구(114)는 제1 수용액(115)의 수면보다 아래에 위치하며, 제1 연결구(114)에 연결부(190)가 연결된다. 캐소드(110)는 수전해과정에서 이산화탄소 용리 반응이 일어날 수 있다.The first inlet 112 may be located at the lower part of the first receiving space 111 so as to be located below the water surface of the first aqueous solution 115. The first outlet 113 may be located at the upper part of the first receiving space 111 so as to be above the water surface of the first aqueous solution 115. Carbon dioxide, which is used as a raw material during the discharge process, flows into the first receiving space 111 through the first inlet 112, and when necessary, the first aqueous solution 115 can also flow in. Gas generated during the water electrolysis process can be discharged to the outside through the first outlet 113. Although not shown, the inlet 112 and outlet 113 may be selectively opened and closed at appropriate times by a valve or the like during charging and discharging. The first connector 114 is located below the water surface of the first aqueous solution 115, and a connector 190 is connected to the first connector 114. A carbon dioxide elution reaction may occur in the cathode 110 during the water electrolysis process.

상기 애노드(150)는 제2 수용공간(151)에 수용되는 제2 수용액(155), 및 상기 제2 수용액(155)에 적어도 일부가 잠긴 애노드(158)을 포함할 수 있고 바람직하게는, 전자(e-)를 생성시키는 산화반응이 진행되는 산화전극부일 수 있다.The anode 150 may include a second aqueous solution 155 accommodated in the second accommodating space 151, and an anode 158 at least partially submerged in the second aqueous solution 155, and preferably, the electronic It may be an oxidation electrode part where an oxidation reaction that generates (e - ) occurs.

상기 제2 수용액(155)은 수계 전해질로써, 구체적으로, 알칼리 금속 수산화물(예를 들어, LiOH, NaOH, 또는 KOH)이 물에 용해된 알칼리성 수용액일 수 있으며, 바람직하게는 산소발생 반응 등의 산화 환원 반응이 수월한 고농도의 KOH 수용액일 수 있다.The second aqueous solution 155 is an aqueous electrolyte. Specifically, it may be an alkaline aqueous solution in which an alkali metal hydroxide (e.g., LiOH, NaOH, or KOH) is dissolved in water, and is preferably oxidized through an oxygen generation reaction. It may be a high-concentration KOH aqueous solution that facilitates the reduction reaction.

일 실시예에 따라, 상기 제2 수용액(155)은 1M KOH 또는 6M KOH 강염기성 용액일 수 있다.According to one embodiment, the second aqueous solution 155 may be a 1M KOH or 6M KOH strongly basic solution.

상기 애노드(158)는 일측이 상기 제2 전해질(155)에 접촉하는 배치를 가질 수 있으나 바람직하게는, 상기 제2 전해질(155)에 적어도 일부가 잠기도록 위치할 수 있다.The anode 158 may have one side in contact with the second electrolyte 155, but is preferably positioned so that at least part of the anode 158 is submerged in the second electrolyte 155.

상기 애노드(158)은 수전해시스템을 이루는 산화전극으로써, 산소발생반응(OER) 및 염소발생반응(CER)의 산화반응을 통해 전자(e-)를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는, 산소 발생 반응(Oxygen Evolution Reaction, OER) 촉매를 포함할 수 있다.The anode 158 is an oxidizing electrode that forms a water electrolysis system, and can generate electrons (e - ) through the oxidation reactions of oxygen evolution reaction (OER) and chlorine evolution reaction (CER), and preferably, generate oxygen. Reaction (Oxygen Evolution Reaction, OER) catalyst may be included.

일 실시예에 따라, 상기 애노드에 포함되는 산소 발생 반응 촉매는 금속 산화물 촉매, 페로브스카이트 산화물 촉매, 금속 황화물 촉매, 금속 탄화물 촉매, 및 탄소 촉매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 이때, 상기 산소 발생 반응 촉매에 포함된 금속은 Li, Co, Ni, Zn, Fe, Ti, Na, Mn, Cu, Ga, Sn, Cr, W, Ru, Ir, Pt, 및 Au 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상일 수 있다.According to one embodiment, the oxygen generation reaction catalyst included in the anode may be one or more selected from the group consisting of a metal oxide catalyst, a perovskite oxide catalyst, a metal sulfide catalyst, a metal carbide catalyst, and a carbon catalyst, wherein , the metal contained in the oxygen evolution reaction catalyst is selected from the group consisting of Li, Co, Ni, Zn, Fe, Ti, Na, Mn, Cu, Ga, Sn, Cr, W, Ru, Ir, Pt, and Au. There may be at least one type.

상기 애노드부(150)는 제2 수용 공간(151)과 연통되는 제3 투입구(127), 제2 배출구(153), 및 제2 연결구(154)를 더 포함할 수 있다.The anode unit 150 may further include a third inlet 127, a second outlet 153, and a second connector 154 that communicate with the second accommodation space 151.

상기 제3 투입구(127)는 제2 수용액(155)의 수면보다 아래에 위치하도록 제2 수용 공간(151)의 하부에 위치할 수 있다. 제2 배출구(153)는 제2 수용액(155)의 수면보다 위에 위치하도록 제2 수용 공간(151)의 상부에 위치할 수 있다.The third inlet 127 may be located at the lower part of the second receiving space 151 so as to be located below the water surface of the second aqueous solution 155. The second outlet 153 may be located at the upper part of the second receiving space 151 so as to be above the water surface of the second aqueous solution 155.

제3 투입구(127)를 통해 탄산칼슘(CaCO3(S)) 생성부(120)에서 탄산칼슘을 생성 후 남은 잔여액을 제2 수용 공간(151)으로 투입될 수 있다. 제2 배출구(153)를 통해서는 전원공급장치의 전원공급 시 생성된 가스인 산소(O2) 및 염소(Cl2)가 외부로 배출될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제3 투입구(127)와 제2 배출구(153)는 전원공급장치의 전원공급 시 밸브 등에 의해 선택적으로 적절히 시기에 맞춰서 개폐될 수 있다.The remaining liquid remaining after generating calcium carbonate in the calcium carbonate (CaCO 3 (S) ) generating unit 120 may be injected into the second receiving space 151 through the third inlet 127. Oxygen (O 2 ) and chlorine (Cl 2 ), which are gases generated when power is supplied to the power supply device, may be discharged to the outside through the second outlet 153. Although not shown, the third inlet 127 and the second outlet 153 may be selectively opened and closed at appropriate times by a valve or the like when the power supply device is supplied with power.

상기 애노드부(150)는 제2 수용공간(151)과 연통되는 제2 연결구(154)가 형성될 수 있다. 제2 연결구(154)는 제2 수용액(155)의 수면보다 아래에 위치하며, 제2 연결구(154)에 연결부(190)가 연결될 수 있다.The anode portion 150 may be formed with a second connector 154 that communicates with the second receiving space 151. The second connector 154 is located below the water surface of the second aqueous solution 155, and the connector 190 may be connected to the second connector 154.

상기 연결부(190)는 캐소드부(110)의 제1 수용공간(111)와 애노드부(150)의 제2 수용공간(151)를 연결하는 연결통로(191), 및 연결통로(191)의 내부에 설치되는 이온교환막(membrane)(192)를 구비할 수 있다.The connection part 190 is a connection passage 191 connecting the first accommodation space 111 of the cathode unit 110 and the second accommodation space 151 of the anode unit 150, and the interior of the connection passage 191. It may be provided with an ion exchange membrane (membrane) 192 installed in the.

구체적으로, 상기 연결통로(191)는 캐소드부(110)에 형성된 제1 연결구(114)와 애노드부(150)에 형성된 제2 연결구(154)의 사이에 연장되어서 캐소드부(110)의 제1 수용 공간(111)과 애노드부(150)의 제2 수용 공간(151)을 연통시킬 수 있다. 상기 제1 연결통로(191)의 내부에 이온교환막(membrane)(192)이 구비될 수 있다.Specifically, the connection passage 191 extends between the first connector 114 formed in the cathode portion 110 and the second connector 154 formed in the anode portion 150 to connect the first connector 114 of the cathode portion 110. The receiving space 111 and the second receiving space 151 of the anode unit 150 may be connected. An ion exchange membrane 192 may be provided inside the first connection passage 191.

상기 이온교환막(192)은 연결 통로(191)의 내부를 막는 형태로 설치될 수 있다. 이온교환막(192)은 캐소드부(110)와 애노드부(150)의 사이에 이온의 이동만을 허용하여, 수전해과정에서 생기는 이온 불균형을 해소할 수 있다.The ion exchange membrane 192 may be installed to block the interior of the connection passage 191. The ion exchange membrane 192 only allows the movement of ions between the cathode portion 110 and the anode portion 150, thereby resolving ion imbalance occurring during the water electrolysis process.

구체적으로, 이온교환막(192)에 의해 제2 전해액(155)에 포함된 알칼리 금속 이온, 구체적으로 칼륨 이온(K+)이 제1 전해액(115)으로 이동할 수 있다.Specifically, alkali metal ions, specifically potassium ions (K + ), contained in the second electrolyte solution 155 can move to the first electrolyte solution 115 by the ion exchange membrane 192.

일 실시예에 따라, 상기 이온교환막(192)으로 미국의 듀퐁사에서 개발된 불소 수지계의 카티온 교환막인 내피온(Nafion)을 사용할 수 있다.According to one embodiment, Nafion, a fluororesin-based cation exchange membrane developed by DuPont in the United States, may be used as the ion exchange membrane 192.

상기 탄산칼슘 생성부(120)는 탄산칼슘(CaCO3(S))을 생성시키는 반응기(121); 상기 제1 수용공간(111)과 반응기(121)를 연결하고, 제1 수용공간(111)의 중탄산이온(HCO3 -)을 반응기(121)로 투입시키는 제1 투입구(123); 상기 반응기(121)와 연결되고, 칼슘이온(Ca2+)을 반응기(121)로 투입시키는 제2 투입구(125); 및 상기 제2 수용공간(151)과 반응기(121)를 연결하고, 탄산칼슘(CaCO3(S)) 생성반응 후 잔여액을 제2 수용공간(151)으로 투입시키는 제3 투입구(127);를 포함할 수 있다.The calcium carbonate generating unit 120 includes a reactor 121 that generates calcium carbonate (CaCO 3(S) ); A first inlet 123 that connects the first accommodation space 111 and the reactor 121 and injects bicarbonate ions (HCO 3 - ) in the first accommodation space 111 into the reactor 121; A second inlet 125 connected to the reactor 121 and introducing calcium ions (Ca 2+ ) into the reactor 121; and a third inlet 127 that connects the second accommodation space 151 and the reactor 121 and injects the remaining liquid after the calcium carbonate (CaCO 3(S) ) production reaction into the second accommodation space 151; may include.

상기 제1 투입구(123)는 상기 제1 수용공간(111)과 반응기(121)를 연결되고, 제1 수용공간(111) 내에서 반응 후 생성물인 중탄산이온(HCO3 -)을 탄산칼슘(CaCO3(S)) 생성부(120)의 반응기(121)에 투입시킬 수 있다.The first inlet 123 connects the first accommodating space 111 and the reactor 121, and bicarbonate ions (HCO 3 - ), which are the product after reaction in the first accommodating space 111, are converted into calcium carbonate (CaCO 3(S) ) can be introduced into the reactor 121 of the production unit 120.

일 실시예에 따라, 제1 수용공간(111) 내에서 반응 후 생성물인 KHCO3(aq)이 반응기(121)로 투입될 수 있다.According to one embodiment, KHCO 3(aq), which is a product after reaction in the first receiving space 111, may be introduced into the reactor 121.

상기 제2 투입구(125)는 상기 반응기(121)와 연결되어, 제1 투입구(123)를 통해 반응기(121)에 투입되는 중탄산이온(HCO3 -)과 반응하여 탄산칼슘(CaCO3(S))을 생성시킬 수 있는 칼슘이온(Ca2+)을 투입시킬 수 있다.The second inlet 125 is connected to the reactor 121, and reacts with bicarbonate ions (HCO 3 - ) introduced into the reactor 121 through the first inlet 123 to produce calcium carbonate (CaCO 3 (S). ) Calcium ions (Ca 2+ ) that can generate can be introduced.

일 실시예에 따라, 반응기(121)에 CaCl2(aq)를 투입시킬 수 있다.According to one embodiment, CaCl 2(aq) may be added to the reactor 121.

상기 반응기(121)은 제1 투입구(123)에서 투입되는 중탄산이온(HCO3 -)과 제2 투입구(125)에서 투입되는 칼슘이온(Ca2+)과 반응하여 탄산칼슘(CaCO3(S))을 생성시키고, 생성반응 후 잔여물이 남을 수 있다.The reactor 121 reacts with bicarbonate ions (HCO 3 - ) introduced from the first inlet 123 and calcium ions (Ca 2+ ) introduced from the second inlet 125 to produce calcium carbonate (CaCO 3 (S) ) is produced, and residues may remain after the production reaction.

일 실시예에 따라, 상기 잔여물은 KCl(aq)일 수 있다.According to one embodiment, the residue may be KCl (aq) .

상기 제3 투입구(127)은 제2 수용공간(151)과 반응기(121)이 연결되어, 반응기(121)에서 생성반응 후 잔여액을 제2 수용공간(151)으로 투입시켜 애노드(158)을 통해 산소생성반응(OER) 및 염소생성반응(CER)을 진행시키는 용액을 제공할 수 있다.The third inlet 127 is connected to the second receiving space 151 and the reactor 121, and the remaining liquid after the production reaction in the reactor 121 is injected into the second receiving space 151 to form the anode 158. It is possible to provide a solution that progresses the oxygen evolution reaction (OER) and the chlorine evolution reaction (CER).

도 2는 다른 일 구현예에 따른 수전해시스템의 수전해과정을 도시한 모식도이다. 도 2를 참고하면, 이차전지(100a)는 캐소드부(110), 애노드부(150), 캐소드부(110)와 애노드부(150)를 연결하는 연결부(190), 캐소드부(110)의 제1 수용공간(111)과 애노드부(150)의 제2 수용공간(151)을 연결하는 탄산칼슘 생성부(120), 이산화탄소 처리부(130), 이산화탄소 순환 공급부(135), 및 캐소드부(110)와 이산화탄소 처리부(130)를 연통시키는 제1 연결관(140)을 포함할 수 있다.Figure 2 is a schematic diagram showing the water electrolysis process of a water electrolysis system according to another embodiment. Referring to FIG. 2, the secondary battery 100a includes a cathode portion 110, an anode portion 150, a connection portion 190 connecting the cathode portion 110 and the anode portion 150, and a cathode portion 110. 1 Calcium carbonate generating unit 120, carbon dioxide processing unit 130, carbon dioxide circulation supply unit 135, and cathode unit 110 connecting the accommodation space 111 and the second accommodation space 151 of the anode unit 150. It may include a first connection pipe 140 that communicates with the carbon dioxide treatment unit 130.

상기 캐소드부(110), 애노드부(150), 연결부(190), 및 탄산칼슘 생성부(120)와 관련된 내용 중 도 1에 도시된 수전해시스템의 설명된 내용과 중복된 내용은 생략할 수 있다.Among the content related to the cathode portion 110, anode portion 150, connection portion 190, and calcium carbonate generating portion 120, content that overlaps with the content described in the water electrolysis system shown in FIG. 1 can be omitted. there is.

상기 이산화탄소 처리부(130)는 상기 제1 수용공간(111)과 연통될 수 있다.The carbon dioxide processing unit 130 may be in communication with the first accommodation space 111.

상기 이산화탄소 처리부(130) 내 제3 수용 공간(131)에 수용되는 제3 수용액(135)은 캐소드부(110)의 제1 수용액(115)과 동일한 수용액일 수 있다.The third aqueous solution 135 accommodated in the third accommodating space 131 in the carbon dioxide treatment unit 130 may be the same aqueous solution as the first aqueous solution 115 of the cathode unit 110.

상기 이산화탄소 처리부(130)는 제3 수용 공간(131)으로 이산화탄소가 유입되는 제2 유입구(132), 연결관(140)이 연결되는 연통구(미도시), 및 제3 수용공간(131)의 상부에 위치하는 제3 배출구(133)를 포함할 수 있다.The carbon dioxide treatment unit 130 includes a second inlet 132 through which carbon dioxide flows into the third accommodation space 131, a communication port (not shown) to which the connection pipe 140 is connected, and a third accommodation space 131. It may include a third outlet 133 located at the top.

상기 제2 유입구(132)는 제4 수용공간(131)에서 연통구(미도시)보다 위에 위치하고, 제3 배출구(133) 및 제3 수용액(135)의 수면보다 아래에 위치할 수 있다. 제2 유입구(132)를 통해 수전해과정에서 연료로 사용되는 이산화탄소 기체가 제3 수용 공간(131)으로 유입될 수 있고, 제2 유입구(132)를 통해 필요에 따라 제3 수용액(135)도 공급될 수 있다. The second inlet 132 may be located above the communication port (not shown) in the fourth receiving space 131 and below the water level of the third outlet 133 and the third aqueous solution 135. Carbon dioxide gas, which is used as a fuel in the water electrolysis process, can flow into the third receiving space 131 through the second inlet 132, and a third aqueous solution 135 can also be supplied through the second inlet 132 as needed. can be supplied.

상기 제3 배출구(133)는 제3 수용공간(131)에서 제2 유입구(132) 및 제3 수용액(135)의 수면보다 위에 위치한다. 제3 배출구(133)를 통해 제4 수용공간(131)에서 제4 수용액(135)에 용해되지 않아서 이온화되지 않은 이산화탄소 기체가 비중차이로 인해 상부로 뜨게되어 최종적으로 외부로 배출된다. 제3 배출구(133)를 통해 배출된 이산화탄소 가스는 이산화탄소 순환 공급부(135)를 통해 제2 유입구(132)로 공급될 수 있다.The third outlet 133 is located above the water level of the second inlet 132 and the third aqueous solution 135 in the third accommodation space 131. Carbon dioxide gas that is not dissolved in the fourth aqueous solution 135 in the fourth accommodating space 131 through the third outlet 133 and thus is not ionized floats to the top due to the difference in specific gravity and is finally discharged to the outside. Carbon dioxide gas discharged through the third outlet 133 may be supplied to the second inlet 132 through the carbon dioxide circulation supply unit 135.

이를 통해 제1 배출구(113)에서 배출되는 수소(H2)가스의 순도가 높아지는 장점이 있다. 즉, 기존에는 이산화탄소 처리부를 따로 포함하지 않아 이온화되지 않은 이산화탄소 기체와 이차전지에서 발생한 수소가스가 혼합되어 배출되어 순도가 낮아지는 단점이 있었다. 그러나, 다른 일 실시예에 따른 수전해시스템은 이산화탄소 처리부(130)를 둠으로써 제3 수용 공간(131)으로 유입된 이산화탄소 중 제3 수용액에 용해되지 않아서 이온화되지 않은 이산화탄소 기체는 캐소드부(110)의 제1 수용공간(111)으로 이동하지 못하고, 이온화되지 않은 이산화탄소 가스는 제3 배출구(133)를 통해 따로 배출됨으로써 수전해시스템에서 발생한 수소가스가 배출하는 제1 배출구(113)와 차이를 두어 순도 높은 수소가스를 얻을 수 있는 장점이 있다.This has the advantage of increasing the purity of hydrogen (H 2 ) gas discharged from the first outlet 113. In other words, the existing method did not include a separate carbon dioxide treatment unit, so there was a disadvantage in that unionized carbon dioxide gas and hydrogen gas generated from the secondary battery were mixed and discharged, lowering the purity. However, the water electrolysis system according to another embodiment has a carbon dioxide treatment unit 130, so that among the carbon dioxide introduced into the third accommodation space 131, the carbon dioxide gas that is not dissolved in the third aqueous solution and thus not ionized is disposed of in the cathode unit 110. Unable to move to the first receiving space 111, the non-ionized carbon dioxide gas is discharged separately through the third outlet 133, making a difference from the first outlet 113 through which hydrogen gas generated in the water electrolysis system is discharged. There is an advantage in obtaining high purity hydrogen gas.

한편, 상기 제2 유입구(132)와 제1 배출구(113)는 충전 및 방전 시 밸브 등에 의해 선택적으로 적절한 시기에 맞춰서 개폐될 수 있다.Meanwhile, the second inlet 132 and the first outlet 113 may be selectively opened and closed at appropriate times by a valve or the like during charging and discharging.

상기 연통구(미도시)는 제3 수용공간(131)에서 제2 유입구(132)보다 아래에 위치하며, 연통구(미도시)에는 연결관(140)이 연결될 수 있다. 상기 연통구(미도시)로 연결된 연결관(140)을 통해 제3 수용공간(131)은 제1 수용공간(111)과 연통될 수 있다.The communication port (not shown) is located below the second inlet 132 in the third receiving space 131, and a connection pipe 140 may be connected to the communication port (not shown). The third accommodation space 131 may be in communication with the first accommodation space 111 through the connection pipe 140 connected to the communication port (not shown).

상기 연결관(140)은 제1 수용 공간(111)의 제1 유입구(112)와 제3 수용 공간(131)의 연통구(미도시)을 연결할 수 있다. 상기 연결관(140)의 내부에 형성되는 연결 통로(미도시)를 통해 제1 수용공간(111)과 제3 수용공간(121)이 연통될 수 있다.The connection pipe 140 may connect the first inlet 112 of the first accommodation space 111 and the communication port (not shown) of the third accommodation space 131. The first accommodating space 111 and the third accommodating space 121 may be communicated through a connection passage (not shown) formed inside the connecting pipe 140.

이산화탄소 순환 공급부(135)는 제3 배출구(133)를 통해 배출되는 이산화탄소 가스를 제2 유입구(132)로 순환시켜서 재공급할 수 있다.The carbon dioxide circulation supply unit 135 may circulate the carbon dioxide gas discharged through the third outlet 133 to the second inlet 132 and re-supply it.

즉, 제2 유입구(132)를 통해 이산화탄소 처리부(130)의 제4 수용공간(131)으로 유입된 이산화탄소 중 제4 수용액(135)에 용해되지 않아서 이온화되지 않은 이산화탄소 기체는 제1 전극부(110)의 제1 수용공간(111)으로 이동하지 못하고 상승하여 제4 수용공간(131) 내 제4 수용액(135)의 수면 위 공간에 모인 후 제3 배출구(133)를 통해 배출되고 제3 배출구(133)를 통해 배출된 이산화탄소 기체는 이산화탄소 순환 공급부(135)에 의해 제2 유입구(132)를 통해 제4 수용공간(131)으로 공급되어서 재활용된다.That is, among the carbon dioxide that flows into the fourth accommodation space 131 of the carbon dioxide processing unit 130 through the second inlet 132, the carbon dioxide gas that is not ionized because it is not dissolved in the fourth aqueous solution 135 is connected to the first electrode unit 110. ) fails to move to the first accommodation space 111 and rises, collects in the space above the water surface of the fourth aqueous solution 135 in the fourth accommodation space 131, and is then discharged through the third outlet 133 and the third outlet ( The carbon dioxide gas discharged through 133) is supplied to the fourth accommodation space 131 through the second inlet 132 by the carbon dioxide circulation supply unit 135 and is recycled.

따라서, 다른 일 실시예에 따른 이차전지는 이온화되지 않은 이산화탄소 가스를 이산화탄소 순환 공급부(135)를 통해 제2 유입구(132)로 공급시킬 수 있으므로 전지의 에너지 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.Therefore, the secondary battery according to another embodiment has the advantage of increasing the energy efficiency of the battery because it can supply non-ionized carbon dioxide gas to the second inlet 132 through the carbon dioxide circulation supply unit 135.

상기 수전해시스템(100, 100a)의 수전해 과정은 하기와 같다. 도 1 또는 도 2은 수전해시스템(100, 100a)의 수전해해 과정이 함께 도시되어 있다. 이를 참조하면, 제1 유입구(112)를 통해 제1 수용액(115)으로 수소 생산의 원료로서 이산화탄소가 주입되며, 캐소드드부(110)에서는 다음 [반응식 1]과 같은 이산화탄소의 화학적 용리 반응이 이루어진다.The water electrolysis process of the water electrolysis system (100, 100a) is as follows. Figure 1 or Figure 2 shows the water electrolysis process of the water electrolysis system (100, 100a). Referring to this, carbon dioxide as a raw material for hydrogen production is injected into the first aqueous solution 115 through the first inlet 112, and a chemical elution reaction of carbon dioxide occurs in the cathode portion 110 as shown in the following [Reaction Formula 1].

[반응식 1][Scheme 1]

H2O(l) + CO2(g) → H+(aq) + HCO3 -(aq)H 2 O(l) + CO 2 (g) → H + (aq) + HCO 3 - (aq)

즉, 캐소드부(110)는 캐소드드부(110)에 공급된 이산화탄소(CO2)가 제1 수용액(115)의 물(H2O)과 자발적인 화학반응을 통해 수소 양이온(H+)과 중탄산염(HCO3 -)이 생성될 수 있다. That is, the cathode unit 110 produces hydrogen cations (H + ) and bicarbonate ( HCO 3 - ) can be produced.

또한, 캐소드드부(110)에서는 다음 [반응식 2]와 같은 전기적 반응이 이루어진다.Additionally, an electrical reaction occurs in the cathode portion 110 as shown in [Reaction Formula 2].

[반응식 2] [Scheme 2]

2H+(aq) + 2e- → H2(g)2H + (aq) + 2e - → H 2 (g)

즉, 캐소드드부(110)에서 수소 양이온(H+)은 전자(e-)를 받아서 수소(H2) 기체가 발생하게 된다. 발생된 수소(H2) 기체는 제1 배출구(113)를 통해서 외부로 배출된다.That is, in the cathode portion 110, hydrogen positive ions (H+) receive electrons (e - ) and hydrogen (H 2 ) gas is generated. The generated hydrogen (H 2 ) gas is discharged to the outside through the first outlet 113.

종합하면면, 캐소드드부(110)에서는 다음 [반응식 3]과 같은 복합 수소발생 반응이 이루어진다.In summary, a complex hydrogen generation reaction occurs in the cathode portion 110 as shown in [Reaction Formula 3].

[반응식 3] [Scheme 3]

2H2O(l) + 2CO2(g) + 2e- → H2(g) + 2HCO3 - (aq)2H 2 O(l) + 2CO 2 (g) + 2e - → H 2 (g) + 2HCO 3 - (aq)

상기 복합 수소발생반응으로 발생한 중탄산염(HCO3 -)을 포함하는 수용액은 양이온과 함께 제1 투입구(123)를 통해 탄산칼슘(CaCO3(S)) 생성부의 반응기(121)로 투입될 수 있다.The aqueous solution containing bicarbonate (HCO 3 - ) generated from the complex hydrogen generation reaction may be introduced into the reactor 121 of the calcium carbonate (CaCO 3 (S) ) production unit through the first inlet 123 along with positive ions.

이때, 상기 중탄산염을 포함하는 수용액에 포함되는 양이온은 칼륨 양이온(K+), 소듐 양이온(Na+), 리튬 (Li+), 및 마그네슘 (Mg+)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.At this time, the cation contained in the aqueous solution containing bicarbonate may be one or more types selected from the group consisting of potassium cation (K + ), sodium cation (Na + ), lithium (Li + ), and magnesium (Mg + ).

일 실시예에 따라, KHCO3(aq) 수용액으로 반응기(121)에 투입될 수 있다.According to one embodiment, an aqueous solution of KHCO 3 (aq) may be introduced into the reactor 121.

상기 반응기(121)로 투입된 중탄산염(HCO3 -)은 제2 투입구(125)를 통해반응기로 투입되는 칼슘이온(Ca2+)을 포함하는 수용액과 다음 [반응식 4]와 같은 탄산칼슘 생성반응이 이루어진다.Bicarbonate (HCO 3 - ) introduced into the reactor 121 is an aqueous solution containing calcium ions (Ca 2+ ) introduced into the reactor through the second inlet 125 and a calcium carbonate production reaction as shown in [Reaction Formula 4]. It comes true.

[반응식 4][Scheme 4]

2 KHCO3(aq) + CaCl2(aq) → 2 KCl(aq) + CO2(g) + CaCO3(s) + H2O(l) 2 KHCO 3(aq) + CaCl 2(aq) → 2 KCl (aq) + CO 2(g) + CaCO 3(s) + H 2 O (l)

혹은or

K2CO3(aq) + CaCl2(aq) → 2 KCl(aq) + CaCO3(s) K 2 CO 3(aq) + CaCl 2(aq) → 2 KCl (aq) + CaCO 3(s)

이때, 칼슘이온(Ca2+)을 포함하는 수용액에 포함되는 음이온은 염소 음이온(Cl-), 수산화이온 (OH-), 불소 (F -), 및 브로민 (Br-)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.At this time, the anion contained in the aqueous solution containing calcium ion (Ca 2+ ) is selected from the group consisting of chlorine anion (Cl - ), hydroxide ion (OH - ), fluorine (F - ), and bromine (Br - ). There may be more than one type.

일 실시예에 따라, CaCl2(aq) 수용액으로 반응기(121)에 투입될 수 있다.According to one embodiment, an aqueous CaCl 2 (aq) solution may be introduced into the reactor 121.

상기 탄산칼슘 생성반응 후 잔여액은 제3 투입구(127)를 통해 애노드부(150)로 투입될 수 있다.After the calcium carbonate production reaction, the remaining liquid may be injected into the anode unit 150 through the third inlet 127.

이때, 중탄산염을 포함하는 수용액에 포함되는 양이온과 칼슘이온(Ca2+)을 포함하는 수용액에 포함되는 음이온을 포함할 수 있다.At this time, it may include cations contained in an aqueous solution containing bicarbonate and anions contained in an aqueous solution containing calcium ions (Ca 2+ ).

일 실시예에 따라, KCl(aq) 수용액일 수 있다.According to one embodiment, it may be an aqueous KCl (aq) solution.

그리고, 애노드부(150)에서는 제3 투입구(127)에서 투입된 상기 탄산칼슘 생성반응 후 잔여액은 다음 [반응식 5]와 같은 산소발생반응(OER)의 산화반응이 이루어진다.And, in the anode unit 150, the remaining liquid after the calcium carbonate generation reaction injected from the third inlet 127 undergoes an oxidation reaction of oxygen evolution reaction (OER) as shown in [Reaction Formula 5].

[반응식 5][Scheme 5]

4 OH- (aq) → O2(g) + 2H2O(l) + 4 e- 4 OH - (aq) → O 2(g) + 2H 2 O (l) + 4 e -

한편, 제3 투입구(127)에서 투입된 상기 탄산칼슘 생성반응 후 잔여액에 염소이온(Cl-)이 포함되어 있을 경우, 다음 [반응식 6]과 같은 염소발생반응의 산화반응도 함께 이뤄진다.Meanwhile, if the remaining liquid after the calcium carbonate generation reaction injected from the third inlet 127 contains chlorine ions (Cl-), the oxidation reaction of the chlorine generation reaction as shown in the following [Reaction Formula 6] also occurs.

[반응식 6][Scheme 6]

2 Cl- (aq) → Cl2(g) + 2 e- 2 Cl - (aq) → Cl 2(g) + 2 e -

즉, 일 측면에 따른른 수전해시스템은 산소 및 염소 등을 생산할 뿐만 아니라 수소 및 탄산칼슘을 고순도로 생산할 수 있는 장점이 있다.In other words, the water electrolysis system according to one aspect has the advantage of being able to produce not only oxygen and chlorine, but also hydrogen and calcium carbonate with high purity.

100, 100a : 수전해시스템
110 : 캐소드부
120 : 탄산칼슘 생성부
130 : 이산화탄소 처리부
140 : 연결관
150 : 애노드부
160 : 전원공급장치
100, 100a: Water electrolysis system
110: cathode part
120: Calcium carbonate production unit
130: carbon dioxide processing unit
140: connector
150: anode part
160: power supply device

Claims (16)

제1 수용공간에 포함된 제1 수용액, 및 상기 제1 수용액에 적어도 일부가 잠긴 캐소드(anode)를 구비하는 캐소드부;
제2 수용공간에 포함된 제2 수용액, 및 상기 제2 수용액에 적어도 일부가 잠긴 금속의 애노드(Cathode)를 구비하는 애노드부;
상기 캐소드(anode)와 애노드(Cathode)를 연결하는 전원공급장치;
상기 제1 수용공간과 상기 제2 수용공간을 연통시키는 연결 통로, 및 상기 연결 통로에 위치한 이온교환막을 구비하는 연결부; 및
상기 제1 수용공간, 및 제3 수용공간으로 연결되어 탄산칼슘(CaCO3(S))을 생성시키는 탄산칼슘 생성부;를 포함하고,
전원공급장치에 전원공급 시, 상기 캐소드부에서 제1 전해액으로 이산화탄소 기체가 유입되어 상기 제1 전해액과 상기 이산화탄소 기체의 반응에 의해 수소이온(H+)과 중탄산이온(HCO3 -)이 생성되고, 상기 수소이온(H+)과 전원공급으로 공급된 전자(e-)가 결합되어 수소기체(H2)가 발생하는 것을 특징으로 하는 수전해시스템.
a cathode portion including a first aqueous solution contained in a first accommodating space, and a cathode (anode) at least partially submerged in the first aqueous solution;
an anode portion including a second aqueous solution contained in a second accommodating space and a metal anode at least partially submerged in the second aqueous solution;
A power supply device connecting the cathode and anode;
a connecting portion including a connecting passage that communicates the first accommodating space and the second accommodating space, and an ion exchange membrane located in the connecting passage; and
It includes a calcium carbonate generating unit connected to the first accommodating space and the third accommodating space to generate calcium carbonate (CaCO 3 (S) ),
When power is supplied to the power supply device, carbon dioxide gas flows into the first electrolyte from the cathode, and hydrogen ions (H + ) and bicarbonate ions (HCO 3 - ) are generated by the reaction of the first electrolyte and the carbon dioxide gas. , A water electrolysis system characterized in that hydrogen gas (H 2 ) is generated by combining the hydrogen ions (H + ) and electrons (e - ) supplied by power supply.
제1항에 있어서,
상기 탄산칼슘 생성부는
탄산칼슘(CaCO3(S))을 생성시키는 반응기;
상기 제1 수용공간과 반응기를 연결하고, 제1 수용공간의 중탄산이온(HCO3 -)을 반응기로 투입시키는 제1 투입구;
상기 반응기와 연결되고, 칼슘이온(Ca2+)을 반응기로 투입시키는 제2 투입구; 및
상기 제3 수용공간과 반응기를 연결하고, 탄산칼슘(CaCO3(S)) 생성반응 후 잔여액을 제3 수용공간으로 투입시키는 제3 투입구;를 포함하는 것인,
수전해시스템.
According to paragraph 1,
The calcium carbonate producing unit
A reactor for producing calcium carbonate (CaCO 3(S) );
A first inlet connecting the first accommodation space and the reactor and introducing bicarbonate ions (HCO 3 - ) from the first accommodation space into the reactor;
A second inlet connected to the reactor and introducing calcium ions (Ca 2+ ) into the reactor; and
A third inlet connects the third accommodating space and the reactor and injects the remaining liquid after the calcium carbonate (CaCO 3 (S) ) production reaction into the third accommodating space,
Water electrolysis system.
제1항에 있어서,
상기 애노드는 산소 발생 반응(oxygen evolution reaction) 촉매를 포함하는 것인 수전해시스템.
According to paragraph 1,
A water electrolysis system wherein the anode includes an oxygen evolution reaction catalyst.
제3항에 있어서,
상기 산소 발생 반응 촉매는
금속 산화물 촉매, 페로브스카이트 산화물 촉매, 금속 황화물 촉매, 금속 탄화물 촉매, 및 탄소 촉매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 수전해시스템.
According to paragraph 3,
The oxygen generation reaction catalyst is
A water electrolysis system comprising at least one selected from the group consisting of metal oxide catalysts, perovskite oxide catalysts, metal sulfide catalysts, metal carbide catalysts, and carbon catalysts.
제4항에 있어서,
상기 산소 발생 반응 촉매에 포함된 금속은
Li, Co, Ni, Zn, Fe, Ti, Na, Mn, Cu, Ga, Sn, Cr, W, Ru, Ir, Pt, 및 Au 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상인 것인 수전해시스템.
According to paragraph 4,
The metal contained in the oxygen generation reaction catalyst is
A water electrolysis system comprising at least one selected from the group consisting of Li, Co, Ni, Zn, Fe, Ti, Na, Mn, Cu, Ga, Sn, Cr, W, Ru, Ir, Pt, and Au.
제1항에 있어서,
상기 캐소드는 탄소 페이퍼, 탄소 섬유, 탄소 펠트, 탄소 천, 금속 폼, 및 금속박막을 포함하는 것인 수전해시스템.
According to paragraph 1,
The water electrolysis system wherein the cathode includes carbon paper, carbon fiber, carbon felt, carbon cloth, metal foam, and metal thin film.
제6항에 있어서,
상기 캐소드는 발생 반응(hydrogen evolution reaction) 촉매를 더 포함하는 것인 수전해시스템.
According to clause 6,
The water electrolysis system wherein the cathode further includes a hydrogen evolution reaction catalyst.
제1항에 있어서,
상기 이산화탄소 처리부는
상기 제1 수용공간과 연통되어, 제3 수용공간에 수용되는 제3 수용액을 포함하는 이산화탄소 처리부;를 더 포함하는 것인 수전해시스템.
According to paragraph 1,
The carbon dioxide processing unit
A water electrolysis system further comprising a carbon dioxide treatment unit that communicates with the first accommodation space and includes a third aqueous solution accommodated in the third accommodation space.
제8항에 있어서,
상기 이산화탄소 처리부는
상기 제3 수용공간으로 유입되는 이산화탄소 기체 중 이온화되지 않은 이산화탄소 기체를 상기 제3 수용액으로부터 분리하여 상기 애노드부로 공급되지 않도록 하는 것인 수전해시스템.
According to clause 8,
The carbon dioxide processing unit
A water electrolysis system that separates un-ionized carbon dioxide gas from the carbon dioxide gas flowing into the third receiving space from the third aqueous solution and prevents it from being supplied to the anode part.
제8항에 있어서,
상기 이산화탄소 처리부는
상기 이온화되지 않은 이산화탄소 기체를 상기 제3 수용액과의 비중 차이를 이용하여 분리하는 수전해시스템.
According to clause 8,
The carbon dioxide processing unit
A water electrolysis system that separates the non-ionized carbon dioxide gas using the difference in specific gravity from the third aqueous solution.
제8항에 있어서,
상기 이산화탄소 처리부는
상기 제3 수용공간의 상기 제3 수용액의 수면보다 아래에 위치하고, 이산화탄소 기체가 유입되는 유입구; 및
상기 유입구보다 아래에 위치하여, 상기 제3 수용공간에서 상기 제1 수용 공간과 연통되도록 형성된 연통구;를 더 포함하는 것인 수전해시스템.
According to clause 8,
The carbon dioxide processing unit
an inlet located below the water surface of the third aqueous solution in the third accommodation space and through which carbon dioxide gas flows; and
The water electrolysis system further includes; a communication port located below the inlet and formed to communicate with the first accommodating space in the third accommodating space.
제1항에 있어서,
상기 캐소드부는
상기 제1 수용공간에 수용되는 제1 수용액의 수면보다 위에 위치하여, 방전 시 발생한 수소기체를 배출시키는 제1 배출구를 더 포함하는 것인 수전해시스템.
According to paragraph 1,
The cathode part
The water electrolysis system further includes a first outlet located above the water surface of the first aqueous solution accommodated in the first accommodation space and discharging hydrogen gas generated during discharge.
제8항에 있어서,
상기 이산화탄소 처리부는
상기 제3 수용공간의 상기 제3 수용액의 수면보다 위에 위치하여, 방전 시 상기 이온화되지 않은 이산화탄소 기체가 배출하는 제2 배출구를 더 포함하는 것인 수전해시스템.
According to clause 8,
The carbon dioxide processing unit
The water electrolysis system is located above the water surface of the third aqueous solution in the third accommodation space and further includes a second outlet through which the non-ionized carbon dioxide gas is discharged during discharge.
제8항에 있어서,
상기 이산화탄소 처리부는
상기 이온화되지 않은 이산화탄소 기체를 상기 제3 수용 공간의 상기 제3 수용액으로 재공급하는 이산화탄소 순환 공급부를 더 포함하는 것인 수전해시스템.
According to clause 8,
The carbon dioxide processing unit
A water electrolysis system further comprising a carbon dioxide circulation supply unit that resupplies the non-ionized carbon dioxide gas to the third aqueous solution in the third accommodation space.
제1항에 있어서,
상기 제1 수용액 또는 제2 수용액은 알칼리성 금속이온을 포함하는 알칼리성 수용액인 것인 수전해시스템.
According to paragraph 1,
A water electrolysis system wherein the first aqueous solution or the second aqueous solution is an alkaline aqueous solution containing alkaline metal ions.
제15항에 있어서,
상기 제2 수용공간 내 알칼리성 금속이온은 이온교환막을 통해 제1 수용공간으로 이동하는 것인 수전해시스템.
According to clause 15,
A water electrolysis system in which alkaline metal ions in the second accommodation space move to the first accommodation space through an ion exchange membrane.
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