WO2020256448A1 - 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치 - Google Patents

폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2020256448A1
WO2020256448A1 PCT/KR2020/007936 KR2020007936W WO2020256448A1 WO 2020256448 A1 WO2020256448 A1 WO 2020256448A1 KR 2020007936 W KR2020007936 W KR 2020007936W WO 2020256448 A1 WO2020256448 A1 WO 2020256448A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
catalyst
hydrogen
removal device
hydrogen removal
catalytic hydrogen
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/007936
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
임희철
윤여신
윤여헌
김종훈
국연호
Original Assignee
주식회사 엔알티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엔알티 filed Critical 주식회사 엔알티
Publication of WO2020256448A1 publication Critical patent/WO2020256448A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8671—Removing components of defined structure not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8668
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0236—Drying, e.g. preparing a suspension, adding a soluble salt and drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08—Heat treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/108—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/01—Engine exhaust gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a catalytic hydrogen removal device for preventing explosion, and more particularly, an explosion generated by a low concentration of hydrogen of 5% or less discharged from a fuel cell using hydrogen as a fuel or an internal combustion engine using hydrogen as a fuel.
  • a catalytic hydrogen removal device for preventing explosions that can efficiently remove even low concentration of hydrogen.
  • an internal combustion engine using hydrogen or a vehicle powered by a fuel cell (hereinafter, referred to as a hydrogen vehicle) has an advantage of being able to significantly reduce the amount of harmful emissions compared to fossil fuels.
  • Korean Patent Registration No. 10-1331391 "Palladium/titania catalyst having the ability to remove formaldehyde, carbon monoxide and hydrogen contained in air at room temperature, and a method for producing the same," It is required, and the manufacturing method has a problem in that a process of reducing at a high temperature in a hydrogen and nitrogen atmosphere must be performed based on a reduction method.
  • the currently developed catalyst for hydrogen removal initiates a reaction when the concentration of hydrogen is concentrated above a certain level (when it is at a high concentration). There is a problem that is not suitable for removing low-concentration hydrogen.
  • a trace amount of hydrogen may be leaked during the operation of an internal combustion engine of a hydrogen vehicle or a fuel cell, and there is a risk that an explosion and fire may occur even if a very low concentration of highly flammable hydrogen is leaked.
  • An object of the present invention has been devised to solve the above-described problems, and is a catalyst for preventing explosion due to accumulation of trace amounts of low-concentration hydrogen flowing out of a fuel cell using hydrogen as a fuel or an internal combustion engine using hydrogen as a fuel. It is to provide a type hydrogen removal device.
  • Another object of the present invention is to provide a catalytic hydrogen removal device for preventing explosion that evenly contacts the fluid with the catalyst so as not to reduce the hydrogen removal efficiency by contacting only part of the sucked fluid with the catalyst.
  • the catalytic hydrogen removal device for preventing explosion is for preventing explosion caused by low concentration hydrogen flowing out of a fuel cell using hydrogen as a fuel or an internal combustion engine using hydrogen as a fuel.
  • a catalytic hydrogen removal device comprising: an inlet disposed on an upper portion of a fuel cell or an internal combustion engine; a hollow body extending from the inlet; and an agent disposed on the inner front surface of the body to oxidize hydrogen contained in a fluid sucked through the inlet. 1 It characterized in that it comprises a catalyst, a fan disposed on the inner rear surface of the body, and an outlet extending to the rear surface of the body.
  • the first catalyst is characterized in that it is coupled to the hollow body in the form of a cylindrical honeycomb structure in which a plurality of holes are formed.
  • the first catalyst is characterized in that it is prepared through a drying and sintering process after preparing a slurry by supporting a carrier in an aqueous solution containing platinum colloid.
  • the first catalyst is characterized in that it is produced by coating a coating solution containing platinum colloid on a catalyst frame made of a ceramic material.
  • it characterized in that it further comprises a vortex generator for generating a vortex in the fluid sucked in the front of the first catalyst.
  • the first catalyst is characterized in that a plurality of holes are formed, and the vortex generator is arranged such that a plurality of resistors correspond to each hole of the first catalyst, and is arranged spaced apart from the first catalyst by a predetermined distance. do.
  • a low concentration of less than 5% hydrogen is continuously removed from a fuel cell using hydrogen as a fuel or an internal combustion engine using hydrogen as a fuel.
  • the catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention, turbulence is generated in the flow of the sucked fluid so that the sucked fluid can evenly contact the catalyst, thereby improving the hydrogen removal efficiency.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention.
  • Figure 2 is a front view showing the body of the catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention.
  • FIG 3 is a rear view showing the body of a catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view showing another embodiment of a catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view according to another embodiment of a catalytic hydrogen removal apparatus for preventing explosion according to the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention
  • Figure 2 is a front view showing the body of a catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention
  • Figure 3 Is a rear view showing the body of the catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention
  • Figure 4 is a perspective view showing another embodiment of the catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention 5 is a cross-sectional view according to another embodiment of a catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention.
  • the catalytic hydrogen removal device for preventing explosion is provided by a fuel cell installed in an engine room of a hydrogen vehicle using hydrogen as a fuel or by low concentration hydrogen flowing out from an internal combustion engine.
  • the inlet (1) and the inlet (1) are disposed above the fuel cell of the engine room or the internal combustion engine to inhale the fluid (air) inside the engine room containing low concentration hydrogen.
  • the hollow body (2) extending from the first catalyst (11) and the body (2) disposed on the inner front surface of the body (2) to oxidize low concentration hydrogen contained in the fluid sucked through the inlet (1) It consists of a fan 4 disposed on the inner rear side and an outlet 3 extending to the rear side of the body 2.
  • the fluid inside the engine room is sucked through the suction port 1 by the rotation of the fan 4 disposed on the rear surface of the body 2, and the low concentration hydrogen contained in the sucked fluid is absorbed by the body ( While passing through the first catalyst 11 disposed in front of 2), it is oxidized and removed by reacting with the first catalyst 11, and is discharged to the outside of the vehicle through the outlet 3, or is recycled into the engine room.
  • the first catalyst 11 is formed in a cylindrical shape of a honeycomb structure in which a plurality of holes are formed to increase a surface area in contact with the sucked fluid, and is coupled to the inside of the hollow body 2.
  • the shape of the hole formed in the first catalyst 11 may be formed in a circular or polygonal shape, and there is no particular restriction on the size.
  • the first catalyst 11 supports the carrier in an aqueous solution containing platinum colloid so that the platinum colloid can be supported in an amount of 0.1 to 1 parts by weight based on 100 parts by weight of the carrier so that the oxidation reaction with low concentration hydrogen can be carried out efficiently. After preparing the slurry, it is manufactured through drying and firing processes.
  • 0.1 to 10 parts by weight of an additive material is added to 100 parts by weight of the slurry prepared by supporting the carrier in an aqueous solution containing platinum colloid so that the platinum colloid can be supported in an amount of 0.1 to 1 parts by weight based on 100 parts by weight of the carrier.
  • the additive material may include at least one of iron, nickel, palladium, and titanium.
  • the first catalyst 11 may be prepared by first manufacturing a catalyst frame made of a porous material such as a ceramic material, and then coating a coating solution containing platinum colloid.
  • FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of a catalytic hydrogen removal device for preventing explosion according to the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of another embodiment, wherein the first is installed inside the body 2 It may be configured to further include a vortex generator 5 for generating a vortex in the fluid sucked in front of the catalyst 11.
  • the vortex generator 5 installed on the front surface of the first catalyst 11 having a plurality of holes formed therein is provided through the support so that the plurality of resistors 5a correspond to each hole of the first catalyst 11. It is connected and arranged and supported in a plurality of rows and columns.
  • the vortex generator 5 is spaced apart from the first catalyst 11 by a certain distance and is arranged to form a space in which a vortex can occur in the fluid passing through the vortex generator 5.
  • a second catalyst 12 may be further included on the rear surface of the first catalyst 11, and the size and arrangement position of the holes arranged in the second catalyst 12 are the sizes of the holes arranged in the first catalyst 11 And it is configured to be different from the arrangement position, as shown in the enlarged P2 of FIG. 5, while passing through the first catalyst 11 in a laminar flow form, the first catalyst 11 is located at the center of the hole of the first catalyst 11 ) May be configured to be able to contact hydrogen through the second catalyst 12.
  • the second catalyst 12 may be manufactured through one of the manufacturing methods described above, but may be manufactured and disposed to have a different manufacturing method or configuration from the first catalyst 11.
  • it may be configured to include only one of the vortex generation unit 5 and the second catalyst 12, or include both the vortex generation unit 5 and the second catalyst 12, and separately block the inflow of foreign matter. It may be configured to further include a filter for performing.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소를 연료로 하는 연료전지 또는 수소를 연료로 하는 내연기관에서 유출되는 저농도 수소에 의해 발생되는 폭발사고를 효과적으로 방지하기 위해 저농도의 수소도 효율적으로 제거할 수 있는 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치에 관한 것이다. 또한, 수소를 연료로 하는 연료전지 또는 수소를 연료로 하는 내연기관에서 유출되는 저농도 수소에 의해 발생되는 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치에 있어서, 연료전지 또는 내연기관의 상부에 배치되는 흡입구와 상기 흡입구로부터 연장되는 중공 몸체와 상기 몸체의 내부 전면에 배치되어 흡입구를 통해 흡입된 유체에 포함된 수소를 산화시키는 제1 촉매와 상기 몸체의 내부 후면에 배치되는 팬과 상기 몸체의 후면으로 연장되는 배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치
본 발명은 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소를 연료로 하는 연료전지 또는 수소를 연료로 하는 내연기관에서 유출되는 5% 이하의 저농도 수소에 의해 발생되는 폭발사고를 효과적으로 방지하기 위해 저농도의 수소도 효율적으로 제거할 수 있는 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 사용으로 인해 발생되는 각종 유해 배출가스 및 미세먼지로 인한 환경오염에 대한 문제를 해결하기 위한 방안으로 신, 재생에너지가 주목 받고 있다.
특히, 수소를 이용한 내연기관이나, 연료전지를 동력으로 하는 자동차(이하, 수소차)는 화석연료에 비해 유해 배출가스 발생량을 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.
반면, 수소는 공기와 특정 혼합비에서 자연 발화되어 폭발할 위험성이 존재하기 때문에 수소의 안정성이 지속적으로 문제시 되고 있으며, 보다 안전하게 수소를 보관하고 사용하기 위해 수소의 저장, 차단, 감지에 대한 연구가 이루어지고 있다.
그 중 한국등록특허 제10-1331391호 "상온에서 공기 중에 포함된 포름알데히드, 일산화탄소 및 수소 제거능을 갖는 팔라듐/티타니아 촉매 및 그 제조 방법"은 팔라듐/티타니아 촉매는 2.5~5중량부의 높은 귀금속 함량이 요구되고, 그 제조방법은 환원법에 기초하여 수소 및 질소 분위기에서 높은 온도에서 환원하는 공정을 수행해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 현재 개발된 수소 제거용 촉매는 수소의 농도가 일정수준 이상으로 농축되었을 때(고농도일 때) 반응을 개시하기 때문에 수소차와 같이 갇혀진 공간 내에 설치된 내연기관이나, 연료전지에서 미량으로 유출되는 저농도의 수소 제거에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.
다시 말해서, 수소차의 내연기관이나, 연료전지의 동작 과정에서 미량의 수소가 유출될 수 있으며, 인화성이 강한 수소는 미량의 저농도가 유출되더라도 폭발 및 화재가 발생할 수 있는 위험이 있다.
반면, 현재까지 미량의 저농도 수소를 제거할 수 있는 촉매 및 장치가 개발되지 않아 수소차의 상용화에 어려움이 있었다.
이에 따라, 수소차에서 유출되는 저농도의 수소를 효과적으로 제거하기 위한 장치 개발의 필요성이 제기되고 있다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수소를 연료로 하는 연료전지 또는 수소를 연료로 하는 내연기관에서 유출되는 미량의 저농도 수소의 축적에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 흡입된 유체의 일부만 촉매와 접촉하여 수소 제거 효율이 감소하지 않도록 유체를 고르게 촉매와 접촉시켜 주는 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치는 수소를 연료로 하는 연료전지 또는 수소를 연료로 하는 내연기관에서 유출되는 저농도 수소에 의해 발생되는 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치에 있어서, 연료전지 또는 내연기관의 상부에 배치되는 흡입구와 상기 흡입구로부터 연장되는 중공 몸체와 상기 몸체의 내부 전면에 배치되어 흡입구를 통해 흡입된 유체에 포함된 수소를 산화시키는 제1 촉매와 상기 몸체의 내부 후면에 배치되는 팬과 상기 몸체의 후면으로 연장되는 배출구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 촉매는 복수 개의 홀이 형성된 허니컴 구조의 원기둥 형태로 중공 몸체에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 촉매는 백금 콜로이드를 포함하는 수용액에 담체를 담지하여 슬러리를 제조한 후 건조 및 소성 공정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 촉매는 세라믹 재질로 구성된 촉매 프레임에 백금 콜로이드를 포함하는 코팅액을 코팅하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1 촉매의 전면에 흡입된 유체에 와류를 발생시키는 와류 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 촉매는 복수 개의 홀이 형성되어 있으며, 상기 와류 발생부는 복수 개의 저항체가 제1 촉매의 각 홀에 대응하도록 배열되어 있으며, 제1 촉매로부터 일정한 거리만큼 이격되어 배치된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치에 의하면, 수소를 연료로 하는 연료전지 또는 수소를 연료로 하는 내연기관에서 유출되는 5%이하의 저농도 수소를 지속적으로 제거하여 수소가 축적되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치에 의하면, 흡입된 유체가 고르게 촉매와 접촉할 수 있도록 흡입된 유체의 유동에 난류를 발생시켜 수소의 제거 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치의 몸체를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치의 몸체를 도시한 배면도.
도 4는 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치의 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치의 다른 실시예에 따른 단면도.
1 : 흡입구
2 : 몸체
3 : 배출구
4 : 팬
5 : 와류 발생부
11 : 제1 촉매
12 : 제2 촉매
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치의 몸체를 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치의 몸체를 도시한 배면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치의 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치는 수소를 연료로 하는 수소차의 엔진룸 내에 설치된 연료전지 또는 내연기관에서 유출되는 저농도 수소에 의해 발생되는 폭발사고를 방지하기 위한 것으로써, 엔진룸의 연료전지 또는 내연기관의 상부에 배치되어 저농도 수소가 포함된 엔진룸 내부 유체(공기)를 흡입하기 위한 흡입구(1)와 상기 흡입구(1)로부터 연장되는 중공 몸체(2)와 상기 몸체(2)의 내부 전면에 배치되어 흡입구(1)를 통해 흡입된 유체에 포함된 저농도 수소를 산화시키는 제1 촉매(11)와 상기 몸체(2)의 내부 후면에 배치되는 팬(4)과 상기 몸체(2)의 후면으로 연장되는 배출구(3)를 포함하여 구성된다.
보다 상세하게는, 상기 몸체(2)의 배면에 배치된 팬(4)의 회전 동작에 의해 엔진룸 내부의 유체는 흡입구(1)를 통해 흡입되며, 흡입된 유체에 포함된 저농도 수소는 몸체(2)의 전면에 배치된 제1 촉매(11)를 통과하면서 제1 촉매(11)와 반응하여 산화되어 제거되며, 배출구(3)를 통해 차량 외부로 배출되거나, 엔진룸 내부로 재 순환된다.
상기 제1 촉매(11)는 흡입된 유체와의 접촉되는 표면적을 넓히기 위해 복수 개의 홀이 형성된 허니컴 구조의 원기둥 형태로 구성되어 중공 몸체(2)의 내부에 결합된다.
이때, 상기 제1 촉매(11)에 형성되는 홀의 형태는 원형 또는 다각형으로 구성될 수도 있으며, 크기에 특별한 제약은 없다.
또한, 상기 제1 촉매(11)는 저농도 수소와의 효율적 산화반응이 실시될 수 있도록 백금 콜로이드가 담체 100 중량부에 대해 0.1~1 중량부로 담지될 수 있도록 백금 콜로이드를 포함하는 수용액에 담체를 담지하여 슬러리를 제조한 후 건조 및 소성 공정을 거쳐 제조된다.
또는, 백금 콜로이드가 담체 100 중량부에 대해 0.1~1 중량부로 담지될 수 있도록 백금 콜로이드를 포함하는 수용액에 담체를 담지하여 제조된 슬러리 100 중량부에 대해 0.1~10 중량부의 첨가 재료를 첨가하여 건조 및 소성 공정을 거쳐 제조할 수도 있으며, 첨가 재료는 철, 니켈, 팔라듐, 티타늄 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수도 있다.
또는, 세라믹 재질과 같은 다공성 재료로 구성된 촉매 프레임을 먼저 제조한 후 백금 콜로이드를 포함하는 코팅액을 코팅하여 제1 촉매(11)를 제조할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치의 다른 실시예를 도시한 것이며, 도 5는 다른 실시예의 단면을 도시한 것으로써, 몸체(2)의 내부에 설치되는 제1 촉매(11)의 전면에 흡입된 유체에 와류를 발생시키는 와류 발생부(5)를 더 포함하도록 구성될 수도 있다.
보다 상세하게는, 복수 개의 홀이 형성된 제1 촉매(11)의 전면에 설치되는 와류 발생부(5)는 복수 개의 저항체(5a)가 제1 촉매(11)의 각 홀에 대응하도록 지지체를 통해 연결되어 복수 개의 행과 열로 배열되어 지지된다.
또한, 와류 발생부(5)는 제1 촉매(11)로부터 일정한 거리만큼 이격되어 와류 발생부(5)를 통과하는 유체에 와류가 발생할 수 있는 공간이 형성되도록 배치된다.
이를 통해, 도 5의 확대된 P1에 도시된 바와 같이, 와류 발생부(5)의 각 저항체(5a)의 배면에서 발생된 와류가 제1 촉매(11)의 홀을 통해 유입되면서, 제1 촉매(11)를 통과하는 유체가 보다 고르게 제1 촉매(11)와 접촉하여 유체에 포함된 수소의 제거 효율이 더욱 향상될 수 있다.
즉, 흡입된 유체가 층류 형태로 제1 촉매(11)의 홀을 통과할 경우, 홀의 중심에 위치한 수소는 제1 촉매(11)와 접촉하지 않을 수 있으나, 흡입된 유체를 난류 형태로 제1 촉매(11)의 홀을 통과시킴으로써, 흡입된 유체를 보다 고르게 제1 촉매(11)와 접촉시킬 수 있고, 수소 제거 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
또는, 제1 촉매(11)의 배면에 제2 촉매(12)를 더 포함할 수도 있으며, 제2 촉매(12)에 배열된 홀의 크기 및 배열 위치는 제1 촉매(11)에 배열된 홀의 크기 및 배열 위치와는 상이하도록 구성되어 도 5의 확대된 P2에 도시된 바와 같이, 층류 형태로 제1 촉매(11)를 통과하면서 제1 촉매(11)의 홀 중심에 위치하여 제1 촉매(11)와 접촉하지 못한 수소가 제2 촉매(12)를 통해 접촉할 수 있도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 제2 촉매(12)는 위에서 설명한 제조방법 중 하나를 통해 제조되되, 제1 촉매(11)와는 제조방법이나, 구성이 상이하도록 제조되어 배치될 수도 있다.
또한, 상기 와류 발생부(5)와 제2 촉매(12) 중 어느 하나만 포함하거나, 와류 발생부(5)와 제2 촉매(12) 모두 포함하도록 구성될 수도 있으며, 이와 별도로 이물의 유입을 차단하기 위한 필터를 더 포함하도록 구성될 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (4)

  1. 수소를 연료로 하는 연료전지 또는 수소를 연료로 하는 내연기관에서 유출되는 수소에 의해 발생되는 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치에 있어서,
    연료전지 또는 내연기관의 상부에 배치되는 흡입구와;
    상기 흡입구로부터 연장되는 중공 몸체와;
    상기 몸체의 내부 전면에 배치되어 흡입구를 통해 흡입된 유체에 포함된 수소를 산화시키는 제1 촉매와;
    상기 몸체의 내부 후면에 배치되는 팬과;
    상기 몸체의 후면으로 연장되는 배출구와;
    상기 제1 촉매의 전면에 설치되어 흡입된 유체에 와류를 발생시키는 와류 발생부를 포함하며,
    상기 제1 촉매는 복수 개의 홀이 형성되어 있으며,
    상기 와류 발생부는 복수 개의 저항체가 제1 촉매의 각 홀에 대응하도록 배열되어 있으며, 제1 촉매로부터 일정한 거리만큼 이격되어 배치된 것을 특징으로 하는
    폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    제1 촉매는 복수 개의 홀이 형성된 허니컴 구조의 원기둥 형태로 중공 몸체에 결합되는 것을 특징으로 하는
    폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    제1 촉매는
    백금 콜로이드를 포함하는 수용액에 담체를 담지하여 슬러리를 제조한 후 건조 및 소성 공정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는
    폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    제1 촉매는
    세라믹 재질로 구성된 촉매 프레임에 백금 콜로이드를 포함하는 코팅액을 코팅하여 제조되는 것을 특징으로 하는
    폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치.
PCT/KR2020/007936 2019-06-19 2020-06-18 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치 WO2020256448A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190073118A KR102095530B1 (ko) 2019-06-19 2019-06-19 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치
KR10-2019-0073118 2019-06-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020256448A1 true WO2020256448A1 (ko) 2020-12-24

Family

ID=70002478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/007936 WO2020256448A1 (ko) 2019-06-19 2020-06-18 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102095530B1 (ko)
CN (1) CN112107994A (ko)
WO (1) WO2020256448A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102095530B1 (ko) * 2019-06-19 2020-03-31 주식회사 엔알티 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치
KR102459930B1 (ko) * 2020-10-07 2022-10-31 주식회사 숨 팬을 이용한 수소 제거 장치 및 그 동작방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120108815A (ko) * 2011-03-25 2012-10-05 박형호 수소를 사용하는 발열장치 및 발열방법
KR20130036912A (ko) * 2011-10-05 2013-04-15 현대자동차주식회사 연료전지 차량 배출수소가스 제거 장치
KR20150003511U (ko) * 2014-03-14 2015-09-23 한국원자력기술 주식회사 금속지지체를 이용한 수소제거용 촉매체
KR20170016079A (ko) * 2015-08-03 2017-02-13 (주) 세라컴 잠수함 내의 수소를 제어하기 위한 잠수함 수소 제거장치 및 이를 이용한 잠수함 내의 수소 제어방법
KR20190052464A (ko) * 2017-11-08 2019-05-16 주식회사 아이에코 저농도 수소 제거를 위한 백금계 촉매 및 그 제조방법
KR102095530B1 (ko) * 2019-06-19 2020-03-31 주식회사 엔알티 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100777672B1 (ko) * 2005-12-20 2007-11-28 코아텍주식회사 수소가스 처리용 스크러버 시스템
JP2007332849A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Hino Motors Ltd 排気浄化装置
JP4959650B2 (ja) * 2008-08-07 2012-06-27 三菱重工業株式会社 排ガス処理装置及び排ガス処理システム
KR101331391B1 (ko) 2011-06-03 2013-11-22 (주) 세라컴 상온에서 공기 중에 포함된 포름알데히드, 일산화탄소 및 수소 제거능을 갖는 팔라듐/티타니아 촉매 및 그 제조 방법
US20150194686A1 (en) * 2012-06-28 2015-07-09 International Engine Intellectual Property Company Llc Catalytic hydrogen combustor
CN103268949B (zh) * 2013-05-24 2015-04-15 新源动力股份有限公司 一种燃料电池消氢装置
CN108626831A (zh) * 2017-03-17 2018-10-09 韩国科学技术研究院 空气净化模块及含其的空气净化装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120108815A (ko) * 2011-03-25 2012-10-05 박형호 수소를 사용하는 발열장치 및 발열방법
KR20130036912A (ko) * 2011-10-05 2013-04-15 현대자동차주식회사 연료전지 차량 배출수소가스 제거 장치
KR20150003511U (ko) * 2014-03-14 2015-09-23 한국원자력기술 주식회사 금속지지체를 이용한 수소제거용 촉매체
KR20170016079A (ko) * 2015-08-03 2017-02-13 (주) 세라컴 잠수함 내의 수소를 제어하기 위한 잠수함 수소 제거장치 및 이를 이용한 잠수함 내의 수소 제어방법
KR20190052464A (ko) * 2017-11-08 2019-05-16 주식회사 아이에코 저농도 수소 제거를 위한 백금계 촉매 및 그 제조방법
KR102095530B1 (ko) * 2019-06-19 2020-03-31 주식회사 엔알티 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102095530B1 (ko) 2020-03-31
CN112107994A (zh) 2020-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020256448A1 (ko) 폭발을 방지하기 위한 촉매형 수소 제거장치
WO2020262886A1 (ko) 촉매형 수소 제거장치를 이용한 폭발방지 시스템
CN100538032C (zh) 废气净化装置
CN105339074B (zh) 三元催化转化器
WO2013111989A1 (ko) 후처리 시스템 장치 및 제어방법
WO2007083639A1 (en) Exhaust gas-purifying apparatus and exhaust gas-purifying method
WO2019066399A1 (ko) 능동적인 농축률 제어수단을 구비한 농축 촉매 연소 시스템
WO2012138000A1 (ko) 건설기계의 엔진용 배기가스 온도 저감장치
WO2016204516A1 (ko) 배기가스 처리장치
WO2011112031A2 (ko) 공기 정화 모듈
JP2012149535A (ja) 排気浄化装置
WO2015190623A1 (ko) 건설차량
WO2023210923A1 (ko) 소각장폐열을 이용하여 활성탄허니컴필터를 재생 처리하기 위한 휘발성유기화합물 처리시스템
JP2001355431A (ja) ディーゼルエンジンの排気浄化装置
WO2014034980A1 (ko) 튜브 타입 히터를 이용한 배기가스 여과 장치
KR20140020397A (ko) 전기집진방식 매연여과장치를 이용한 디젤엔진의 매연여과시스템
CN207822804U (zh) 一种发动机试验室尾气净化处理系统
CN206513424U (zh) 一种新型尾气催化器
CN207470271U (zh) 矿用防爆柴油机尾气催化器
WO2023219242A1 (ko) 전기증착을 이용하여 산화촉매 모듈을 제조하는 방법 및 이에 따라 제조된 촉매
KR101933917B1 (ko) Dpf의 채널 내부 표면 상 촉매 코팅방법
KR100769571B1 (ko) 디젤엔진의 유해물질 저감시스템
CN214619621U (zh) Dpf主动再生装置和尾气净化系统
CN212523677U (zh) 发动机试验台架尾气净化处理装置
CN216953093U (zh) 一种废气处理燃烧装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20826386

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20826386

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205 DATED 21/04/2022)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20826386

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1