WO2023167527A1 - 수소 활성화 및 이온화 촉진방법 - Google Patents

수소 활성화 및 이온화 촉진방법 Download PDF

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WO2023167527A1
WO2023167527A1 PCT/KR2023/002908 KR2023002908W WO2023167527A1 WO 2023167527 A1 WO2023167527 A1 WO 2023167527A1 KR 2023002908 W KR2023002908 W KR 2023002908W WO 2023167527 A1 WO2023167527 A1 WO 2023167527A1
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ionization
hydrogen
module
unit
cylinder
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PCT/KR2023/002908
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신상용
박영우
신재언
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신상용
박영우
신재언
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    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H01J1/304—Field-emissive cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants

Definitions

  • the present invention is installed between a fuel cell stack and a hydrogen supply device to activate hydrogen to a high energy level by using a high density electric flux before the hydrogen is supplied to the hydrogen fuel cell stack.
  • Technology that activates/ionized hydrogen is supplied by Field Electron Emission to repeatedly perform high-efficiency ionization with only a small amount of energy absorbed in the ionosphere of the hydrogen fuel cell, and promotes physical assisted activation/ionization It is a technology related to hydrogen amplification (turbo) and hydrogen ionization promotion that can generate a lot of electricity with higher efficiency during the electricity generation process of a hydrogen fuel cell.
  • the present invention can play a leading role.
  • the present invention is expected to be applied to a turbo/accelerator role device of a hydrogen fuel cell, solar thermal energy, and various types of alternative energy among new and renewable energy being actively developed.
  • hydrogen energy has the possibility of obtaining hydrogen by electrolyzing infinitely existing water, and can create energy by reacting it with air.
  • hydrogen can be obtained in various ways, such as the separation of methane and natural gas, that pollutants are not generated in the process of obtaining hydrogen, that noise is not generated when generating energy, and that Compared to other renewable energies, it is receiving greater attention than other renewable energies in that it has high energy generation efficiency and is applicable to various electricity generating equipment.
  • hydrogen and oxygen the fundamental materials of a hydrogen fuel cell stack, exist as the most abundant elements on Earth. Therefore, among other renewable energies, especially hydrogen, its physical properties have been analyzed almost perfectly, and more diverse research is being conducted in depth.
  • the existing hydrogen fuel cell operating temperature Due to the problem of high operating temperature, there is a limit to amplifying a large amount of ionized and activated hydrogen by catalysis in the existing hydrogen fuel cell ionosphere. Accordingly, the existing hydrogen fuel cell stack has a problem of not maximizing the efficiency of electricity generation.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Registration No. 10-2200739 (Announcement date: January 12, 2021)
  • the problem to be solved by the present invention is that before the hydrogen used in the hydrogen fuel cell stack is ionized (2H + +2e) in the electrolyte of the hydrogen fuel cell stack, some of it is activated (H 2 * ) from the catalyst and the majority is not activated. Therefore, it is intended to solve the problem of low power generation efficiency in a hydrogen fuel cell stack because the overall electricity generation ionization rate is low. And the present invention is to solve the problem that the economic feasibility of the hydrogen fuel cell is not high in various conditions including the hydrogen production process. That is, the present invention is to solve the problem that hydrogen gas is not activated to the maximum and the ionization rate is low, and high-efficiency electricity production does not proceed.
  • the hydrogen activation and ionization acceleration method of the present invention for achieving the above technical problem is a structure installed between the hydrogen supply device (A) and the hydrogen fuel cell stack (B), and the ultra-high density electric field flux formed therein electric flux) generates/amplifies hydrogen gas at the same time as ionization (2H + +2e)/activation (H 2 * ) and then injects it into the hydrogen fuel cell. to improve
  • the method for activating hydrogen and accelerating ionization is that the ionization part is formed in various shapes with sharp ends, such as a metal pin type, a vortex type blade type, a rod type with multiple blades wound in a vortex, and a wire composite vortex type type between blades. It activates hydrogen and allows it to promote divorce.
  • the present invention as described above is a step (a) of installing a plurality of support modules inside the case and an ionization rod including a sharp metal module formed on the outer surface of the support module, and inserting the ionization rod into the ionization cylinder (b) Step ), the first cathode plate module of the brass fixing part including the first cathode plate module and the first cathode plate module is fixed to one end of the ionization cylinder part and connected to the negative electrode of the power supply, and the first cathode plate module of the brass fixing part is connected to the ionization cylinder part Step (c) fixing one end of the support module protruding outward and connecting it to the positive electrode of the power supply device, installing a gasket unit having an accommodation hole therein between the first positive electrode module and the first negative electrode module, and the case unit
  • It may include a step (g) of operating the power supply so that the ionization cylinder portion connected to the negative electrode has negative polarity and the ionization rod portion connected to the positive electrode has positive polarity.
  • step (a) may include forming a case portion including a cover module having a gas inlet tube and a body module having a gas discharge tube.
  • the present invention repeatedly activates/ionizes hydrogen several times and increases the activation energy of hydrogen to generate ionized hydrogen (2H + +2e) and hydrogen with high activation energy (H 2 * ) in a hydrogen fuel cell stack. make it possible to supply
  • the present invention allows a lot of electricity to be generated in the hydrogen fuel cell stack.
  • the present invention joins a lot of electricity generated in the process of activating and ionizing hydrogen several times with electricity generated in an existing hydrogen fuel cell or charges an auxiliary battery, and uses the auxiliary battery as a power source when external power is not applied used to ionize hydrogen.
  • the present invention increases the rate of electricity generation in a hydrogen fuel cell stack by amplifying hydrogen ionization (2H + +2e) and activated hydrogen (H 2 * ) several times.
  • the structure of the metal ionization unit is -1.5 ⁇ 0.0eV when a negative/positive DC voltage is applied, the electric field strength of the ultra-high density electric flux formed between the metal ionization units activates hydrogen to an energy level close to ionization.
  • the activated hydrogen is moved to the hydrogen fuel cell stack, and in the hydrogen fuel cell stack, the hydrogen activated in the ionosphere is ionized while receiving a small energy of -1.5 eV or more from the catalyst and releasing electrons directly from the activated hydrogen.
  • an ionization energy of 13.6 eV or more of hydrogen is applied from metal ionization, the current generated by ionization joins the electricity generated in the hydrogen fuel cell stack.
  • the present invention uses the field emission electron method, which is the most efficient method of extracting electrons from metals or semiconductors.
  • the present invention improves the electricity generation efficiency of the hydrogen fuel cell, so that hydrogen is activated and ionized by a physical method without using a chemical method, and electrons are easily extracted.
  • the dynamics of simultaneously applying hydrogen activation and hydrogen ionization may be the most important electrostatic dynamics for electricity generation of the hydrogen fuel cell stack.
  • the present invention which generates an electrostatic role, physically interacts with pure (99.99999%) hydrogen gas and prevents parts that activate and ionize hydrogen from being corroded or worn. At the same time, the device that activates and ionizes hydrogen can be used permanently.
  • the present invention having such characteristics is not limited to the fuel cell of a passenger car, but is applied to construction machinery and ships, for example, forklifts, excavators, yachts, drones, salvage ships, and internal generators of passenger ships, so that the performance of fuel cells can be improved. make it possible In other words, the present invention can be applied to various equipment using hydrogen cells to improve the performance and efficiency of hydrogen cells.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a process of a method for promoting hydrogen activation and ionization according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram in which various hydrogen activation/ionization accelerators according to an embodiment of the present invention are connected to an existing hydrogen fuel cell system so that the hydrogen activation/ionization accelerators are operated as turbo/accelerator devices. am.
  • FIG. 3 is a perspective view of the overall external appearance of the hydrogen activation/ionization accelerator of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the entire system of the hydrogen activation/ionization accelerator of FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a view showing various sharp vortex-shaped first-type ionization units to fourth-type ionization units of FIG. 4 .
  • 6 and 7 are diagrams showing a combination of the sharp blade surface and the round copper wire of the first to fourth type ionization units shown in FIG. 5 in detail.
  • FIG. 7 is a view showing the second positive electrode module, the second gasket module, and the second negative electrode module of FIG. 4 .
  • FIG. 8 is a view showing a state in which the second positive electrode module, the second gasket module, and the second negative electrode module of FIG. 4 are coupled.
  • 9 and 10 are a first type ionization rod unit, a second type ionization rod unit, a third type ionization rod unit, and a fourth type ionization rod unit in a second positive plate module, a second gasket module, and a second cathode plate module. It is a diagram showing the state in which the rod part is fixed and the speed at which hydrogen enters.
  • FIGS. 9 and 10 are views of the structures shown in FIGS. 9 and 10 viewed from the right side.
  • the metal ionization unit may be combined in a form in which the center is high and the outside is low.
  • FIG. 13 shows a state in which the ionization rod part and the ionization cylinder part (brush) of the first type are fixed to the brass fixing part and the gasket part, and an enlarged view shows a part of the high-density electric field flux formed between the ionization part and the cylinder.
  • FIG. 15 shows a state in which a fourth type ionization rod unit and an ionization cylinder unit are fixed to a brass fixing unit and a gasket unit, and in an enlarged view, a fourth type ionization unit (an ionization unit in which a round wire is inserted between sharp screws of a vortex blade) ) and the high-density electric field flux formed between the cylinder.
  • a fourth type ionization unit an ionization unit in which a round wire is inserted between sharp screws of a vortex blade
  • FIG. 16 is a view showing a state in which the first type ionization rod unit and the ionization cylinder unit are fixed to the second positive electrode module, the second gasket module, and the second negative electrode plate module of FIG. 8 and the cylinder fixing unit is fixed to the ionization cylinder unit.
  • 17 and 18 are views showing a state in which the first gasket module is connected and the cylinder fixing bolt part and the brass fixing part of the first positive plate modules are connected, as shown in FIG. 16 .
  • FIG. 19 is a hydrogen activation/ionization accelerator having a repeating arrangement structure of ionization units having various sharp surfaces (first, second, third, and fourth metal ionization units) according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 3 II 'This is a cross section cut with a line.
  • H 2 hydrogen supplied from the hydrogen supply device (A) through the strong negative / positive electric field flux between the tip of the three-layer vortex-shaped blade of the plurality of activation / ionization units and the copper cylinder in an Excited State (H 2 * ) ⁇ Ionized (2H + +2e) ⁇ Neutralized (H 2 ), so it is a diagram of the process of repeatedly generating electricity by extracting electrons from hydrogen (H 2 ) (Field Emission Electron).
  • a hydrogen activation / ionization accelerator having a repeated arrangement structure of an anode brush pin and a cathode copper cylinder ionization unit
  • hydrogen is activated, cationized, and cationized hydrogen, that is, proton, electrons from a copper cylinder with low ionization energy
  • Electricity is repeatedly generated as field emission electrons are neutralized, and some of the generated electricity joins the current generated in the existing hydrogen fuel cell stack or is stored in the auxiliary battery unit.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a process of a method for promoting hydrogen activation and ionization according to an embodiment of the present invention.
  • the hydrogen activation and ionization promotion method repeatedly activates and ionizes the hydrogen supplied from the existing hydrogen supply device (B) several times, increases the overall activation energy of hydrogen, and supplies it to the hydrogen fuel cell stack (B). Allows a lot of electricity to be generated and amplified in the stack (B).
  • This hydrogen activation and ionization promotion method includes a plurality of support modules 210 inside the case unit 10 and an ionization rod unit 20 including a metal sharp module 220 formed on the outer surface of the support module 210.
  • (a) step of installing (S10) step of inserting the ionization rod part 20 into the ionization cylinder part 30 (S20), the first cathode plate module 411 and the first cathode plate module ( The first cathode plate module 411 of the brass fixing part 40 including 412 is fixed to one end of the ionization cylinder part 30 and connected to the negative electrode of the power supply, and the first anode plate module of the brass fixing part 40 ( 412) fixing one end of the support module 210 protruding outward from one end of the ionization cylinder part and connecting it to the positive electrode of the power supply (S30), removing the gasket part 50 having the receiving hole 500 formed therein Step (d) (S40) of installing between the first positive electrode module 411 and the first negative
  • the method of activating hydrogen and promoting ionization is a (g) step of operating a power supply device to make the ionization cylinder part 30 connected to the negative electrode have negative polarity, and to make the ionization rod part 20 connected to the positive electrode have positive polarity It is possible to promote the activation and ionization of hydrogen by generating an ultra-high density electric flux between the ionization cylinder part 30 and the ionization rod part 20.
  • step (a) may include forming the case portion 10 including the cover module 110 in which the gas inlet tube 111 is formed and the body module 120 in which the gas discharge tube 121 is formed. there is.
  • a device for activating and ionizing hydrogen by a hydrogen activation and ionization promotion method that is, a hydrogen activation/ionization accelerator having various types of repeating arrangement structures of ionization units (1) in detail.
  • a hydrogen activation/ionization accelerator having various types of repeating arrangement structures of ionization units (1) in detail.
  • FIG. 2 is a diagram showing a use state of a hydrogen activation/ionization accelerator 1 having various types of ionization unit repeating arrangement structures according to an embodiment of the present invention connected to an existing hydrogen fuel cell system to amplify the hydrogen activation/ionization accelerator (Turbo)/This is a block diagram that works as an accelerator.
  • the hydrogen activation/ionization accelerator (1) having various types of repeated arrangement of ionization units circulates the hydrogen supplied from the previously installed hydrogen supply device (B) repeatedly through the activation/ionization process several times to activate the overall hydrogen. Energy is increased and supplied to the hydrogen fuel cell stack (B) so that a lot of electricity can be generated/amplified in the hydrogen fuel cell stack (B).
  • the electricity generated by ionization is joined to the electricity generated by the existing hydrogen fuel cell or stored separately in the auxiliary battery 11 and reused when necessary.
  • the hydrogen activation/ionization accelerator (1) which has a repeated arrangement of various types of ionization parts, accumulates electrons generated in the process of activating/ionizing hydrogen several times with a strong high-density electric field flux and can be used in situations where electricity is needed. let it be
  • the present invention repeatedly ionizes hydrogen and increases the activation energy of hydrogen so that the chemical reaction between hydrogen and oxygen in a conventional hydrogen fuel cell is fast and high.
  • the hydrogen activation/ionization accelerator 1 having various types of repeated arrangement of ionization parts repeatedly performs hydrogen ionization (2H + +2e), activated hydrogen (H 2 * ), and neutralization (H 2 ). Since the hydrogen is circulated and amplified and supplied to the hydrogen fuel cell stack (B), the electricity generation rate of the hydrogen fuel cell stack (B) can be increased.
  • the hydrogen activation/ionization accelerator 1 having various types of repeated arrangement of ionization units is not limited to fuel cells of passenger cars, but is used in construction machinery and ships, such as forklifts, drones, excavators, yachts, salvage ships, It is applied to the internal generator of passenger ships to improve the performance of fuel cells.
  • the present invention can solve the problem that the current hydrogen fuel cell stack (B) has, that is, the problem of not generating enough power with high efficiency with limited activation / ionization compared to the amount of hydrogen supplied, that is, the problem of low electricity generation. let it be
  • FIG. 3 is an overall perspective view of the hydrogen activation/ionization accelerator of FIG. 2
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the entire system of the hydrogen activation/ionization accelerator of FIG. 3, and
  • FIG. It is a diagram showing the ionization unit to the fourth type ionization unit.
  • 6 and 7 are views specifically showing the combination of the sharp blade surface and the round copper wire of the first type ionization unit to the fourth type ionization unit shown in FIG. 5, and FIG. It is a drawing showing the module and the second cathode plate module. 8 is a view showing a state in which the second positive electrode module, the second gasket module, and the second negative electrode module of FIG. 4 are coupled.
  • a hydrogen activation/ionization accelerator (1) having a repeated arrangement of ionization units includes a case unit (10), an ionization rod unit (20), an ionization cylinder unit (30), a brass fixing unit (40), and a gasket unit (50).
  • the hydrogen activation/ionization accelerator 1 having a structure in which the ionizers are repeatedly arranged may include an auxiliary battery 11 .
  • the case part 10 accommodates the ionization rod part 20, the ionization cylinder part 30, the brass fixing part 40 and the gasket part 50 therein.
  • the case part 10 becomes a passage through which hydrogen introduced through the hydrogen supply device A moves to the hydrogen fuel cell stack B.
  • Such a case part 10 may be composed of a cover module 110 having an accommodation space 100 therein and a body module 120 having an accommodation space 100 formed therein and being connected to the cover module 110. there is.
  • the cover module 110 and the body module 120 may be formed as shown in FIG. 3 .
  • a cylindrical gas inlet cylinder 111 may be formed at one end of the cover module 110 and a cylindrical gas outlet cylinder 121 for discharging activated/ionized hydrogen may be formed at the other end of the body module 120 .
  • the gas inlet cylinder 111 of the cover module 110 has an inlet screw module 1111 so that hydrogen supplied from the hydrogen supply device A can be smoothly injected into the receiving space inside the case unit 10. can be installed
  • the inlet screw module 1111 may be a module of various types in which blades are formed in a spiral shape.
  • a high-density electric field flux is formed between the ionization rod unit 20 and the ionization cylinder unit 30.
  • the ionization rod unit 20 is connected to the positive electrode of the external power supply through the first positive electrode module 411 or the second positive electrode module 421, and the ionization cylinder unit 30 is connected to the first negative electrode module 412.
  • an electric field is formed between the ionization rod unit 20 and the ionization cylinder unit 30 by being connected to the negative electrode of an external power supply through the second cathode plate module 421 .
  • a plurality of the ionization rod unit 20 and the ionization cylinder unit 30 may be formed and fixed to the brass fixing unit 40 .
  • the plurality of ionization rod parts 20 include a support module 210 and a metal sharp module 220 formed on an outer surface of the support module 210 .
  • the plurality of ionization rod parts 20 are connected to the brass fixing part 40 and connected to an external power supply.
  • the metal sharp module 220 may be formed in a structure in which a plurality of pins 221 or threads 220-2 are arranged spirally from one end to the other end on the outer circumferential surface of the support module 210.
  • it may be formed in a structure in which a copper wire is twisted around a plurality of thin plates or the valleys of the spiral threads 220-4. That is, as shown in FIG.
  • the ionization rod part 20 is a first type ionization rod part 20-1 and a second type ionization rod part 20-2 in which the metal sharp module 220 is different from each other. ), the third type ionization rod portion 20-3 and the fourth type ionization rod portion 20-4.
  • the first type ionization rod portion 20-1 is a support module 210 having a structure in which the first rod 211 and the second rod 212 are twisted with each other, as shown in (A) of FIG.
  • a plurality of brush-type pins 220-1 spirally formed on the outer surface of the support module 210 are formed in a structure including a sharp metal module.
  • the second type ionization rod part 20-2 includes a cylindrical support module 210-2 and a spiral thread 220 on the outer circumferential surface of the support module 210-2. -2) is formed in the formed structure.
  • the third type ionization rod part 20-3 has a cylindrical support module 210-3 and a thin plate spirally attached to the outer circumferential surface of the support module 210-3. formed into a structure
  • the fourth type ionization rod portion 20-4 includes a cylindrical support module 210-4 and a spiral thread 220 on the outer circumferential surface of the support module 210-4. -4) And a copper wire 230-4 is inserted between the plurality of screw threads 220-4.
  • the plurality of ionization cylinder parts 30 are formed in a cylindrical shape and accommodate the ionization rod parts 20 therein.
  • the plurality of ionization cylinder parts 30 are connected to the brass fixing part 40 and connected to an external power supply.
  • the plurality of ionization cylinder parts 30 are connected to the negative electrode of the external power supply device to form an electric field with the plurality of ionization rod parts 20 connected to the positive electrode of the external power supply device, and the hydrogen supplied from the hydrogen supply device A It ionizes hydrogen and increases the activation energy of hydrogen.
  • the process of ionizing hydrogen through the electric field flux formed between the ionization rod part 20 and the ionization cylinder part 30 will be described later in detail.
  • the brass fixing part 40 fixes the plurality of ionization rod parts 20 and the plurality of ionization cylinder parts 30, and is connected to an external power supply to connect the plurality of ionization rod parts 20 and the plurality of ionization cylinder parts ( 30) becomes a device that applies electricity.
  • the brass fixing unit 40 includes a first brass fixing module 410 and a second brass fixing module 420 .
  • the first brass fixing module 410 includes the first positive plate module 411 and the first negative plate module 412 and is located on one side of the case unit 10
  • the second brass fixing module 420 is the second It is located on the other side of the case unit 10 including the positive electrode module 421 and the second negative electrode module 421 .
  • the first positive electrode module 411 includes a plurality of rod fixing holes 4110 to fix one end of the support module 210 protruding outward from one end of the ionization cylinder unit.
  • the second positive plate module 421 includes a plurality of rod fixing holes 4110 to fix the other end of the support module 210 protruding outward from the other end of the ionization cylinder unit.
  • the first positive electrode module 411 and the second positive electrode module 421 may accommodate one end of the ionization rod and the other end of the ionization rod to the ring formed of the rod holder 4111 so that the ionization rod is fixed. In addition, it is connected to the positive electrode of the external power supply so that the ionization rod unit 20 has a positive polarity.
  • the first cathode plate module 412 includes a plurality of cylinder fixing holes 4120 to fix one end of the ionization cylinder unit.
  • the second cathode plate module 421 includes a plurality of cylinder fixing holes 4120 to fix the other end of the ionization cylinder unit.
  • the first cathode plate module 412 and the second cathode plate module 421 may be connected to the cathode of an external power supply so that the ionization cylinder part 30 has a negative polarity.
  • the first positive electrode module 412 and the first negative electrode module 412 or the second positive electrode module 421 and the second negative electrode module 421 may be connected to the auxiliary battery unit 11 .
  • the auxiliary battery unit 11 has one end connected to the first positive electrode module 412 and the other end connected to the first negative electrode module 411 to form the first positive electrode module 412 and the first negative electrode module 411. It can be charged with electricity applied through
  • the brass fixing part 40 may be connected to the auxiliary battery 11 to charge the auxiliary battery 11 .
  • the gasket unit 50 seals the case unit 10 so that hydrogen introduced into the gas inlet tube 111 of the case unit 10 from the hydrogen supply device A does not leak back into the gas inlet tube 111 .
  • the gasket unit 50 may seal one end of the case unit 10 and the other end of the case unit 10 including the first gasket module 510 and the second gasket module 510 .
  • the first gasket module 510 and the second gasket module 520 are formed in a structure in which an accommodating hole 500 is formed.
  • the first gasket module 510 may accommodate one end of the plurality of support modules 210 and be interposed between the first positive electrode module 411 and the first negative electrode module 412 .
  • the second gasket module 520 accommodates the other ends of the plurality of support modules 210 and may be interposed between the second positive electrode module 421 and the second negative electrode module 421 .
  • the gasket part 50 may be firmly fixed to the brass fixing part 40 by the bolt part 60 .
  • the ionization cylinder unit 30 and the ionization rod unit 20 are provided in the second positive electrode module 421, the second gasket module 520, and the second negative electrode module 421.
  • the cylinder fixing part 80 may be installed in the ionization cylinder part 30 and the ionization rod part 20.
  • the cylinder fixing bolt portion 90 may be installed in the cylinder fixing portion 80.
  • the first cathode plate module 411 may be inserted into one end of the ionization cylinder unit 30 .
  • the hydrogen activation/ionization accelerator having the repeated arrangement structure of the ionizing unit according to the present invention cationizes and ionizes hydrogen and the process of charging the auxiliary battery unit from the process of ionizing hydrogen.
  • the hydrogen activation/ionization accelerator having the repeated arrangement structure of the ionizing unit according to the present invention cationizes and ionizes hydrogen and the process of charging the auxiliary battery unit from the process of ionizing hydrogen.
  • the hydrogen activation/ionization accelerator (1) having a repeated arrangement of ionization units, electricity is applied to the brass fixing unit (40) through an external power supply unit (C), and hydrogen is injected through a hydrogen supply unit (A). .
  • the inlet screw module 1111 rotates and spreads the hydrogen injected from the hydrogen supply device A to the receiving space 100 of the case unit 10 widely.
  • electric field fluxes having high-density lines of force may be formed.
  • first gasket module 520 second gasket module
  • first bolt 620 second bolt
  • first cylinder fixing bolt 920 second cylinder fixing bolt

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Abstract

본 발명은 수소연료전지스택과 수소공급장치 사이에 설치되어, 고밀도 선분 전기장 힘으로 수소공급장치에서 공급되는 수소를 높은 에너지 상태로 활성화시킨 후, 수소연료전지스택에 공급하며 수소연료전지의 전리층 촉매에서 낮은 에너지로 활성화/이온화 율을 향상시키고, 수소와 산소의 결합률을 높여 수소연료전지스택에서 많은 양의 전기를 발전시킬 수 있도록 수소의 활성화 및 이혼화 상태를 증폭(Turbo)/촉진시키는 장치의 설치 방법에 관한 것이다.

Description

수소 활성화 및 이온화 촉진방법
본 발명은 수소연료전지스택(Fuel Cell Stack)과 수소공급장치 사이에 설치되어 수소가 수소연료전지스택으로 공급되기 전 미리 수소를 고밀도 전기장 선속(High Density Electric Flux)을 이용하여 높은 에너지 준위로 활성화 시키는 기술 그리고 전기장 전자 추출(Field Electron Emission)에 의해 활성화/이온화된 수소가 공급되어 수소연료전지의 전리층 내에서 적은 에너지 흡수만으로도 높은 효율의 이온화를 반복적으로 진행시키는 기술 그리고 물리적 보조 활성화/이온화를 촉진하며 수소연료전지의 전기발생 과정에 많은 전기를 보다 높은 효율로 생성할 수 있는 수소 증폭(Turbo) 및 수소 이온화 촉진과 관련된 기술이다.
최근 10년간 대한민국의 에너지 소비는 매년 10% 이상 증가율을 기록하고 있다. 에너지 소비 증가율에 따라 온실 가스 배출량은 상대적인 비례로 증가한다. 현재, 전 세계적으로 온실 가스 배출량을 줄일 수 있는 신 재생에너지에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있는 상황이다. 이러한 상황에서 여러 가지 응용과 적용 면을 고려해 볼 때 본 발명은 주도적 역할을 할 수 있다. 본 발명은 활발하게 개발되고 있는 신 재생에너지 가운데 수소연료전지의 터보/촉진 역할 장치, 태양 열에너지 및 다양한 형태의 대체 에너지에 응용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
신 재생에너지 가운데 수소에너지는 무한히 존재하는 물을 전기 분해하여 수소를 얻을 수 있는 가능성이 있고 이를 공기와 반응시켜 에너지를 만들어 낼 수 있다. 또한, 수소를 메탄, 천연 가스의 분리 등 다양한 방법으로 얻을 수 있다는 점, 그리고 수소를 획득하는 과정에서 공해물질을 발생시키지 않는 점, 에너지를 만들어 낼 때 소음을 발생시키지 않는 점, 그리고 타 기종에 비해 에너지 생성 효율이 높으며 각종 전기발생 장비에 적용이 다양하다는 점 등에서 다른 신 재생에너지 보다 큰 관심을 받고 있다. 그리고 수소연료전지스택의 근본 재료인 수소와 산소는 지구에서 가장 많은 원소로 존재하고 있다. 이에, 다른 신 재생에너지 중에 특히 수소는 물리적 특성들이 거의 완벽하게 분석돼 있어 보다 다양한 연구가 깊게 진행되고 있다.
그러나, 현재까지 개발된 대다수의 수소연료전지 및 이와 연결되는 장치는 수소에너지를 기존 수소연료전지가 갖고 있는 기능 보다 더 높은 효율의 전기에너지로 변환시키지 못하는 한계를 가지고 있어 기존 수소연료전지 작동 온도(Operating Temperature)가 높은 문제가 있어 현재 기존의 수소연료전지 전리층에서 촉매작용으로 이온화 및 활성화된 수소를 대량으로 증폭시키는데 한계가 있다. 이에, 기존의 수소연료전지스택은 전기발전 효율을 최대로 높이지 못하는 문제를 갖고 있다.
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-2200739호(공고일자: 2021년01월12일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 수소연료전지스택에서 사용되는 수소가 수소연료전지스택의 전해질에서 이온화(2H++2e)되기 전, 촉매로부터 일부는 활성화(H2 *)되고 대다수는 활성화되지 않아 전체적인 전기발생 이온화율이 낮아 수소연료전지스택에서 발전 효율이 낮은 문제를 해결하고자 한다. 그리고 본 발명은 수소연료전지의 경제성이 수소 제조 과정을 포함하여 여러 가지 조건에서 높지 못하다는 문제를 해결하고자 한다. 즉, 본 발명은 수소 기체를 최대로 활성화되지 않고, 이온화율이 낮아 고효율의 전기생산이 진행되지 않은 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당 업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 수소 활성화 및 이온화 촉진방법은 수소공급장치(A)와 수소연료전지스택(B)의 사이에 설치된 구조로서 그 내부에서 형성된 초고밀도 전기장 선속(Utra-high density electric flux)은 수소 기체를 이온화(2H++2e)/활성화(H2 *)를 동시에 생성/증폭한 후 수소연료전지에 주입하므로 기본 수소연료전지의 기능을 보다 더 원활하게 이온화시켜 전기 발생률이 향상되도록 한다.
특히, 수소 활성화 및 이온화 촉진방법은 이온화부가 금속 Pin 타입, 와류형 칼날 타입, 다수 겹 칼날이 와류로 감긴 봉 타입, 칼날과 칼날 사이에 와이어의 합성 와류 형 타입 등 끝이 날카로운 다양한 형태로 형성되어 수소를 활성화 및 이혼화를 촉진시킬 수 있도록 한다.
이와 같은 본 발명은 케이스부의 내부에 복수 개의 서포트모듈과, 서포트모듈의 외측면에 형성된 금속날카로운모듈을 포함하는 이온화막대부를 설치하는 (a)단계, 이온화실린더부의 내부에 이온화막대부를 삽입시키는 (b)단계, 제1음극판모듈과 제1양극판모듈을 포함하는 브라스고정부의 제1음극판모듈을 이온화실린더부의 일단을 고정하고 전원장치의 음전극에 연결하며 브라스고정부의 제1양극판모듈을 이온화실린더부의 일단의 외측으로 돌출된 서포트모듈의 일단을 고정하고 전원장치의 양전극에 연결하는 (c)단계, 내부에 수용홀이 형성된 가스켓부를 제1양극판모듈과 제1음극판모듈 사이에 설치하는 단계 및 케이스부를 수소공급장치와 수소연료전지스택 사이에 설치하는 (e)단계, 수소공급장치에서 케이스부의 이온화막대부와 이온화실린더부의 사이로 수소를 공급하는 (f)단계를 포함한다.
전원장치를 작동시켜 음전극과 연결된 이온화실린더부를 음극성이 띄도록 하고 양전극과 연결된 이온화막대부를 양극성이 띄도록 하는 (g)단계를 포함할 수 있다.
여기서, (a) 단계는 가스유입통이 형성된 커버모듈과 가스배출통이 형성된 몸통모듈을 포함하는 케이스부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 수소를 반복적으로 여러 번 활성화/이온화 시키면서 수소의 활성화 에너지를 높여 수소연료전지스택에 이온화된 수소(2H++2e) 및 활성화 에너지가 높은 수소(H2 *)를 수소연료전지스택에서 공급할 수 있도록 한다.
이를 통해, 본 발명은 수소연료전지스택에서 많은 전기가 생성될 수 있도록 한다. 아울러, 본 발명은 수소를 여러 번 활성화 및 이온화 시키는 과정에서 발생된 많은 전기를 기존의 수소연료전지에서 발생한 전기에 합류하거나 보조배터리를 충전하고, 외부의 전원이 인가되지 못할 때 보조배터리를 전원으로 사용해 수소를 이온화 시킬 수 있도록 한다.
즉, 본 발명은 수소의 이온화(2H++2e) 및 활성화된 수소(H2 *)를 여러 번 증폭시켜 수소연료전지스택에서 전기 발생률을 높일 수 있도록 한다.
여기서 금속이온화부의 구조는 음/양 직류전압이 인가되면, 금속이온화부의 사이에 형성된 초고밀도 전기장 선속(Electric Flux)의 전기장 세기가 수소를 쉽게 이온화에 가까운 에너지 준위 상태로 활성화시켜 -1.5~0.0eV까지 올린다. 그리고 이렇게 활성화된 수소를 수소연료전지스택으로 이동시켜, 수소연료전지스택에서 전리층에서 활성화된 수소를 -1.5eV 이상의 적은 에너지를 촉매로부터 받아, 활성화된 수소에서 바로 전자가 방출시키면서 이온화시킨다. 이때, 금속이온화로부터 수소의 이온화 에너지 13.6eV 이상이 인가되면 이온화되어 발생된 전류는 수소연료전지스택에서 발생된 전기에 합류하게 된다. 이때, 수소원자에서 기저상태 전자를 이온화 시키는데 필요한 결합 에너지는 -13.6 eV (1eV=1.60ⅹ10-19joule)이다.
본 발명은 금속 또는 반도체에서 전자를 추출하는 가장 높은 효율 방법인 전기장 전자 흡입 법(Field Emission Electron)을 사용한다. 아울러, 본 발명은 수소연료전지 전기 발생효율이 향상되어 화학적 방법을 사용하지 않고 물리적 방법으로 수소를 활성화(Activation) 및 이온화(Ionization) 시키며 전자를 쉽게 추출한다.
이때, 수소의 활성화(Activation)와 수소의 이온화(Ionization)를 동시에 적용시키는 역학은 수소연료전지스택의 전기발생에 가장 중요한 정전기적 역학이 될 수 있다.
정전기적 역할을 발생시키는 본 발명은 내부 구성 모든 물질들과 재료들이 순수(99.99999%)한 수소기체와 물리적 상호 작용하며 수소를 활성화 및 이온화 시키는 부품이 부식되거나 마모되지 않도록 한다. 그러면서 수소를 활성화 및 이온화 시키는 장치가 영구적으로 사용할 수 있도록 한다.
이와 같은 특징을 가지는 본 발명은 승용차의 연료전지에 한정되지 않고, 건설용 기계 및 선박 일례로, 지게차, 굴삭기 그리고 요트, 드론, 인양선, 여객선의 내부 발전기 등에 적용하여 연료전지의 성능이 향상될 수 있도록 한다. 다시 말해, 본 발명은 수소전지를 이용하는 각종 장비에 적용되어 수소전지의 성능과 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 활성화 및 이온화 촉진방법의 과정을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 수소 활성화/이온화 촉진장치의 사용상태를 기존 수소연료전지 시스템에 연결하여 수소 활성화/이온화 촉진장치가 증폭(Turbo)/촉진 장치로 작동되도록 하는 블록도이다.
도 3은 도 2의 수소 활성화/이온화 촉진장치의 전체적 외형 사시도이다.
도 4은 도 3의 수소 활성화/이온화 촉진장치의 시스템 전체 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 다양한 날카로운 와류 형태 제1타입이온화부 내지 제4타입이온화부를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 5에 나타난 제1타입이온화부 내지 제4타입이온화부의 날카로운 칼날 면과 둥근 구리선 조합을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 4의 제2양극판모듈, 제2가스켓모듈및 제2음극판모듈을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 4의 제2양극판모듈, 제2가스켓모듈및 제2음극판모듈이 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 제2양극판모듈, 제2가스켓모듈 및 제2음극판모듈에 제1타입의이온화막대부, 제2타입의이온화막대부, 제3타입의이온화막대부 및 제4타입의 이온화막대부가 고정된 상태와 수소가 진입하는 속도를 나타낸 도면이다.
도 11및 도 12은 도 9및 도 10에 도시된 구조를 우측에서 바라본 도면이다. 여기서 금속이온화부는 중앙은 높고 외부가 낮은 형태로 조합될 수도 있다.
도 13은 제1타입의 이온화막대부와 이온화실린더부(브러쉬)가 브라스고정부 및 가스켓부에 고정된 상태를 나타내고 확대 그림에서는 이온화부와 실린더 사이에 형성된 고밀도 전기장 선속의 일부를 나타낸 도면이다.
도 14는 제3타입이온화막대부와 이온화실린더부가 브라스고정부 및 가스켓부에 고정된 상태를 나타내고 확대 그림에서는 이온화부(3겹 와류형 칼날의 날카로운 부분)와 실린더 사이에 형성된 고밀도 전기장 선속의 일부를 나타낸 도면이다.
도 15는 제4타입의 이온화막대부와 이온화실린더부가 브라스고정부 및 가스켓부에 고정된 상태를 나타내고 확대 그림에서는 제4타입이온화부(와류형 칼날의 날카로운 나사 사이에 둥근 와이어가 삽입된 이온화부)와 실린더 사이에 형성된 고밀도 전기장 선속을 나타낸 도면이다. 여기서 칼날 사이에 둥근 와이어가 삽입되므로 전기장 선속을 날카로운 면으로 집속 시키는 효과가 있어 보다 높은 전기기장 세기를 유도하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 16은 도 8의 제2양극판모듈, 제2가스켓모듈 및 제2음극판모듈에 제1타입의이온화막대부 및 이온화실린더부가 고정되고 이온화실린더부에 실린더고정부가 고정된 상태를 나타낸 도면이다.
도 17은 및 도 18은 도 16에 제1가스켓모듈이 연결되고, 제1양극판모듈들이 실린더고정 볼트부와 브라스고정부가 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 19는 도 3의 본 발명의 일실시예에 따른 각종 다양한 날카로운 면(제1, 2, 3, 4 금속이온화부)을 갖는 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치를 I-I'선으로 절단한 단면도이다.
도 20은 양극 와류형 금속브러쉬핀 반복 배열이 음극 구리 실린더에서 전자를 활성화/이온화/중성화시키는 역학(mechanism)과 통로에서 반복적으로 전기장과 수소 사이에서 활성화/이온화/중성화되면서 전기를 발생하는 현상을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 양극 브러쉬핀 음극 구리 실린더 이온화부의 반복 배열 구조의 한 포인트에서 강력한 고밀도 전기장 선속 분포(1st State)와 전기장 세기에 의해 수소를 활성화(H*2: 2nd State)시켜서 양극에서 이온화(3rd State)하여 전자를 방출시키고, 양극 수소(2H+: Proton)의 양전하가 강력한 음극으로 이동되면서 이온화에너지가 수소보다 낮은 구리에서 전자를 쉽게 흡수(4th State: Field Emission Electron)되어 중성이 되도록 하면서 전기가 반복적으로 생성되어 중첩적으로 전기가 N번 생성되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 22는 복수 개의 활성화/이온화부의 3겹 와류형 칼날 끝 단과 구리 실린더 사이에 강력한 음/양극 전기장 선속을 통해 수소공급장치(A)에서 공급되는 수소(H2)를 Excited State(H2 *) → Ionized(2H++2e) → Neutralized(H2)로 변형시키므로 수소(H2)에서 전자를 추출(Field Emission Electron)하여 반복적으로 전기를 발생시키는 과정의 도면이다.
도 23은 수소공급장치에서 지속적으로 공급되는 수소기체(H2)를 강력한 음/양극 고밀도 전기장 선속에서 반복적으로 Excited State(H2 *) → Ionized(2H++2e) → Neutralized(H2)로 변형시키며 수소연료전지스택로 공급하는 과정과 생산된 전기의 일부가 보조배터리에 저장되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 24는 양극 브러쉬핀과 음극 구리 실린더 이온화부의 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진 장치 한 포인트에서 수소를 활성화, 양이온화, 그리고 양이온화된 수소 즉 Proton은 이온화 에너지가 낮은 구리 실린더로부터 전자가 흡수(Field Emission Electron)되어 중성화되면서 전기가 반복적으로 발생되고, 발생된 전기의 일부는 기존 수소연료전지스택에서 발생되는 전류에 합류하거나 또는 보조 배터리부에 저장되는 과정에 대해 구체적으로 도시한 도면이다.
도 25는 양극 금속브러쉬핀(제1타입이온화막대부)과 음극 구리 실린더 사이에서 형성된 고밀도 전기장 선속에 의해 수소기체는 “활성화→ 이온화→ 중성화→ 활성화→ 이온화”되는 과정이 순환으로 진행되며 전류가 발생하는 현상을 표현한 도면이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 설명을 통해 본 발명의 실시예의 이점 및 특징들이 명확해질 것이다. 그러나, 도면 및 설명을 통해 명확해진 본 발명은 이하 개시된 실시예에 한정되지는 않는다. 본 발명은 오로지 청구항에 의해 정의되며 청구항에 기재된 내용에 따라 한정된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 통상의 기술자가 본 발명을 온전히 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조해 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 활성화/이온화 촉진방법에 대해 개괄적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소 활성화 및 이온화 촉진방법의 과정을 나타낸 순서도이다.
수소 활성화 및 이온화 촉진방법은 기존에 장착된 수소공급장치(B)에서 공급되는 수소를 반복적으로 여러 번 활성화 및 이온화 시키며 수소의 전체적인 활성화 에너지를 높여 수소연료전지스택(B)에 공급시키며 수소연료전지스택(B)에서 많은 전기가 생성 및 증폭될 수 있도록 한다.
이와 같은 수소 활성화 및 이온화 촉진방법은 케이스부(10)의 내부에 복수 개의 서포트모듈(210)과 서포트모듈(210)의 외측면에 형성된 금속날카로운모듈(220)을 포함하는 이온화막대부(20)를 설치하는 (a)단계(S10), 이온화실린더부(30)의 내부에 이온화막대부(20)를 삽입시키는 (b)단계(S20), 제1음극판모듈(411)과 제1양극판모듈(412)을 포함하는 브라스고정부(40)의 제1음극판모듈(411)을 이온화실린더부(30)의 일단을 고정하고 전원장치의 음전극에 연결하며 브라스고정부(40)의 제1양극판모듈(412)을 이온화실린더부의 일단의 외측으로 돌출된 서포트모듈(210)의 일단을 고정하고 전원장치의 양전극에 연결하는 단계(S30), 내부에 수용홀(500)이 형성된 가스켓부(50)를 제1양극판모듈(411)과 제1음극판모듈(412) 사이에 설치하는 (d)단계(S40) 및 케이스부(10)를 수소공급장치(A)와 수소연료전지스택(B) 사이에 설치하는 (e)단계(S50), 수소공급장치(A)에서 케이스부(10)의 이온화막대부(20)와 이온화실린더부(30)의 사이로 수소를 공급하는 (f)단계(S60)로 진행될 수 있다. 여기서, 수소 활성화 및 이온화 촉진방법은 전원장치를 작동시켜 음전극과 연결된 이온화실린더부(30)를 음극성이 띄도록 하고, 양전극과 연결된 이온화막대부(20)를 양극성이 띄도록 하는 (g)단계를 포함하여 이온화실린더부(30)와 이온화막대부(20) 사이에 초고밀도 전기장 선속(Electric Flux)을 발생시켜 수소의 활성화 및 이온화를 촉진시킬 수 있다. 아울러, (a)단계는 가스유입통(111)이 형성된 커버모듈(110)과 가스배출통(121)이 형성된 몸통모듈(120)을 포함하는 케이스부(10)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이와 같은 수소 활성화 및 이온화 촉진방법은 수소 활성화 및 이온화 촉진장치의 내부 구성 부품들이 순수(99.99999%)한 수소 기체와 물리적 상호 작용하며 수소를 활성화 및 이온화 시키는 과정에서 부식되거나 마모되지 않도록 한다. 이를 통해, 수소를 활성화 및 이온화 촉진 방법으로 작동되는 장치는 반 영구적으로 사용할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 24를 참조하여, 수소 활성화 및 이온화 촉진방법으로 수소를 활성화 및 이온화 시키는 장치 즉, 다양한 형태의 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)에 대해 구체적으로 설명한다.
다만, 다양한 형태의 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)에 대한 설명이 간결하고 명확해질 수 있도록 도 2를 참조하여 다양한 날카로운 형태의 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)에 대해 개괄적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 형태의 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)의 사용상태를 기존 수소연료전지 시스템에 연결하여 수소 활성화/이온화 촉진장치가 증폭(Turbo)/촉진 장치로 작동되도록 하는 블록도이다.
다양한 형태의 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)는 기존에 장착된 수소공급장치(B)에서 공급되는 수소를 여러 번 반복적으로 활성화/이온화 과정을 순환시켜 전체적인 수소의 활성화 에너지를 높여 수소연료전지스택(B)에 공급하며 수소연료전지스택(B)에서 많은 전기가 생성/증폭될 수 있도록 한다. 여기서, 이온화되어 발생된 전기는 기존 수소연료전지 발생 전기에 합류하거나 아니면 따로 보조 배터리(11)에 저장되며 필요 시 재사용한다.
아울러, 다양한 형태의 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)는 수소를 강력한 고밀도 전기장 선속으로 여러 번 활성화/이온화 시키는 과정에서 발생된 전자를 축적해 전기가 필요한 상황에서 사용할 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명은 수소를 반복적으로 이온화 시키고 수소의 활성화 에너지를 높여 기존 수소연료전지에서 수소와 산소 간 화학적 반응이 빠르고 높도록 한다. 다시 말해, 다양한 형태의 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)는 수소의 이온화(2H++2e), 활성화된 수소(H2 *), 중성화(H2)를 반복적으로 순환 증폭시켜 수소연료전지스택(B)에 공급하므로 수소연료전지스택(B)의 전기 발생율을 증가시킬 수 있다. 이와 같은, 다양한 형태의 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)는 승용차의 연료전지에 한정되지 않고 건설용 기계 및 선박 일례로, 지게차, 드론, 굴삭기 그리고 요트, 인양선, 여객선의 내부 발전기 등에 적용하여 연료전지의 성능이 향상될 수 있도록 한다.
이에, 본 발명은 현재의 수소연료전지스택(B)이 갖는 한계점인 공급되는 수소량 대비 제한된 활성화/이온화로 전력을 최대 높은 효율로 충분하게 만들어 내지 못한 문제 즉, 전기 발생률이 낮은 문제를 해결할 수 있도록 한다.
이후, 도 3 내지 도 8을 참조하여 다양한 형태의 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치를 구성하는 요소와 칼날모양 또는 핀 모양 등에서 고밀도 전기장 선속을 발생하는 기본 구조에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 2의 수소 활성화/이온화 촉진장치의 전체적 외형 사시도이고, 도 4은 도 3의 수소 활성화/이온화 촉진장치의 시스템 전체 분해사시도이고, 도 5는 도 4의 다양한 날카로운 와류 형태 제1타입이온화부 내지 제4타입이온화부를 나타낸 도면이다. 그리고 도 6 및 도 7은 도 5에 나타난 제1타입이온화부 내지 제4타입이온화부의 날카로운 칼날 면과 둥근 구리선 조합을 구체적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 도 4의 제2양극판모듈, 제2가스켓모듈및 제2음극판모듈을 나타낸 도면이다. 그리고 도 8은 도 4의 제2양극판모듈, 제2가스켓모듈및 제2음극판모듈이 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)는 케이스부(10), 이온화막대부(20), 이온화실린더부(30), 브라스고정부(40) 및 가스켓부(50)를 포함한다. 아울러, 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)는 보조배터리(11)를 포함할 수 있다. 여기서, 케이스부(10)는 내부에 이온화막대부(20), 이온화실린더부(30), 브라스고정부(40) 및 가스켓부(50)를 수용한다. 이러한 케이스부(10)는 수소공급장치(A)를 통해 유입되는 수소가 수소연료전지스택(B)로 이동하는 통로가 된다. 이와 같은 케이스부(10)는 내부에 수용공간(100)이 형성된 커버모듈(110)그리고 내부에 수용공간(100)이 형성되어 커버모듈(110)과 연결되는 몸통모듈(120)로 구성될 수 있다.
이와 같은, 커버모듈(110)과 몸통모듈(120)은 도 3에 도시된 바와 같은 형성될 수 있다. 그리고 커버모듈(110)의 일단에는 원통형의 가스유입통(111)이 형성되고 몸통모듈(120)의 타단에는 활성화/이온화된 수소를 배출하는 원통형의 가스배출통(121)이 형성될 수 있다. 이때, 커버모듈(110)의 가스유입통(111)에는 수소공급장치(A)에서 공급되는 수소가 케이스부(10)의 내부의 수용공간으로 원활하게 주입될 수 있도록 유입스크류모듈(1111)이 설치될 수 있다. 유입스크류모듈(1111)은 날이 나선형으로 형성된 다양한 형태의 모듈이 될 수 있다.
이온화막대부(20)와 이온화실린더부(30)는 외부의 전원공급장치에서 직류전압이 인가되면 양자간 사이에 고밀도 전기장 선속을 형성한다. 이때, 이온화막대부(20)는 제1양극판모듈(411)또는 제2양극판모듈(421)을 통해 외부의 전원장치의 양전극과 연결되고, 이온화실린더부(30)는 제1음극판모듈(412)또는 제2음극판모듈(421)을 통해 외부의 전원장치의 음전극과 연결되어 이온화막대부(20)와 이온화실린더부(30) 사이에 전기장이 형성된다. 여기서, 이온화막대부(20)와 이온화실린더부(30)는 복수 개가 형성되어 브라스고정부(40)에 고정될 수 있다.
복수 개의 이온화막대부(20)는 서포트모듈(210)과 서포트모듈(210)의 외측면에 형성된 금속날카로운모듈(220)을 포함한다. 이러한 복수 개의 이온화막대부(20)는 브라스고정부(40)에 연결되어 외부의 전원공급장치와 연결된다. 여기서, 금속날카로운모듈(220)은 복수 개의 핀(221) 또는 나사산(220-2)이 서포트모듈(210)의 외주면에 일단에서 타단으로 나선형으로 배치된 구조로 형성될 수 있다. 아울러, 복수 개의 얇은 판 또는 나선형의 나사산(220-4)의 골에 구리선이 꼬여 형성된 구조로 형성될 수 있다. 즉, 이온화막대부(20)는 도 5에 도시된 바와 같이, 금속날카로운모듈(220)이 서로 다른 타입의 제1타입이온화막대부(20-1), 제2타입이온화막대부(20-2), 제3타입이온화막대부(20-3) 및 제4타입이온화막대부(20-4) 등으로 형성될 수 있다. 여기서, 제1타입이온화막대부(20-1)는 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이 제1막대(211) 그리고 제2막대(212)가 서로 꼬인 구조의 서포트모듈(210)과 이러한 서포트모듈(210)의 외측면에 나선형으로 복수 개의 브러쉬 타입 핀(220-1)이 돌출 형성된 금속날카로운모듈을 포함하는 구조로 형성된다.
제2타입이온화막대부(20-2)는 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 원기둥 타입의 서포트모듈(210-2) 그리고 서포트모듈(210-2)의 외주면에 나선형의 나사산(220-2)이 형성된 구조로 형성된다. 제3타입이온화막대부(20-3)는 도 7의 (C)에 도시된 바와 같이, 원기둥 타입의 서포트모듈(210-3) 그리고 서포트모듈(210-3)의 외주면에 얇은 판이 나선형으로 부착된 구조로 형성된다. 제4타입이온화막대부(20-4)는 도 7의 (D)에 도시된 바와 같이, 원기둥 타입의 서포트모듈(210-4) 그리고 서포트모듈(210-4)의 외주면에 나선형의 나사산(220-4) 그리고 복수 개의 나사산(220-4) 사이에 구리선(230-4)이 삽입된 구조로 형성된다.
복수 개의 이온화실린더부(30)는 원통형으로 형성되어 내부에 이온화막대부(20)를 수용한다. 이러한 복수 개의 이온화실린더부(30)는 브라스고정부(40)에 연결되어 외부의 전원공급장치와 연결된다.
이와 같은 복수 개의 이온화실린더부(30)는 외부의 전원장치의 음전극과 연결되어 외부의 전원장치의 양전극과 연결된 복수 개의 이온화막대부(20)와 전기장을 형성하며 수소공급장치(A)로부터 유입된 수소를 이온화 시키고 수소의 활성에너지를 높인다. 이와 같은 이온화막대부(20)와 이온화실린더부(30) 간에 형성된 전기장 선속을 통해 수소를 양이온화 시키는 과정에 대해서는 뒤에서 구체적으로 설명하도록 한다.
브라스고정부(40)는 복수 개의 이온화막대부(20)와 복수 개의 이온화실린더부(30)를 고정하고, 외부의 전원장치와 연결되어 복수 개의 이온화막대부(20)와 복수 개의 이온화실린더부(30)에 전기를 인가하는 장치가 된다. 이러한 브라스고정부(40)는 제1브라스고정모듈(410)과 제2브라스고정모듈(420)를 포함한다. 여기서, 제1브라스고정모듈(410)은 제1양극판모듈(411)과 제1음극판모듈(412)을 포함하여케이스부(10)의 일측에 위치하고, 제2브라스고정모듈(420)은 제2양극판모듈(421)과 제2음극판모듈(421)을 포함하여 케이스부(10)의 타측에 위치한다. 여기서, 제1양극판모듈(411)은 복수 개의 막대고정홀(4110)을 포함해 이온화실린더부의 일단의 외측으로 돌출된 서포트모듈(210)의 일단을 고정한다. 그리고 제2양극판모듈(421)은 복수 개의 복수 개의 막대고정홀(4110)을 포함해 이온화실린더부의 타단의 외측으로 돌출된 서포트모듈(210)의 타단을 고정한다.
이때, 제1양극판모듈(411)과 제2양극판모듈(421)은 도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 막대고정홀(4110)에 설치된 막대고정체(4111) 즉, 막대고정홀의 내부에 설치된 하나의 링과 세 개의 막대바로 구성된 막대고정체(4111)를 포함할 수 있다.
제1양극판모듈(411)과 제2양극판모듈(421)은 막대고정체(4111)의 형성된 링에 이온화막대부의 일단 그리고 이온화막대부의 타단을 수용하여 이온화막대부가 고정되도록 할 수 있다. 그리고 외부의 전원장치의 양전극과 연결되어 이온화막대부(20)가 양극성을 띄도록 할 수 있다. 제1음극판모듈(412)은 복수 개의 실린더고정홀(4120)을 포함해 이온화실린더부의 일단을 고정한다. 그리고 제2음극판모듈(421)은 복수 개의 실린더고정홀(4120)을 포함해 이온화실린더부의 타단을 고정한다. 이러한 제1음극판모듈(412)과 제2음극판모듈(421)은 외부의 전원장치의 음전극과 연결되어 이온화실린더부(30)가 음극성을 띄도록 할 수 있다.
이와 같은 제1양극판모듈(412)과 제1음극판모듈(412)또는 제2양극판모듈(421)과 제2음극판모듈(421)은 보조배터리부(11)와 연결될 수 있다. 일례로, 보조배터리부(11)는 일단이 제1양극판모듈(412)과 연결되고, 타단이 제1음극판모듈(411)과 연결되어 제1양극판모듈(412)과 제1음극판모듈(411)을 통해 인가되는 전기로 충전될 수 있다.
이와 같은 브라스고정부(40)는 보조배터리(11)와 연결되어, 보조배터리(11)를 충전시킬 수 있다.
가스켓부(50)는 수소공급장치(A)로부터 케이스부(10)의 가스유입통(111)으로 유입된 수소가 다시 가스유입통(111)로 누출되지 않도록 케이스부(10)를 밀폐한다. 이러한 가스켓부(50)는 제1가스켓모듈(510) 그리고 제2가스켓모듈(510)을 포함해 케이스부(10)의 일단 그리고 케이스부(10)의 타단을 밀폐할 수 있다. 여기서, 제1가스켓모듈(510)과 제2가스켓모듈(520)은 내부에 수용홀(500)이 형성된 구조로 형성된다. 이때, 제1가스켓모듈(510)은 복수 개의 서포트모듈(210)의 일단을 수용하며 제1양극판모듈(411)과 제1음극판모듈(412)사이에 개재될 수 있다. 그리고 제2가스켓모듈(520)은 복수 개의 서포트모듈(210)의 타단을 수용하며 제2양극판모듈(421)과 제2음극판모듈(421)사이에 개재될 수 있다. 가스켓부(50)는 볼트부(60)에 의해 브라스고정부(40)에 견고하게 고정될 수 있다.
볼트부(60)는 주지적으로 사용되는 볼트가 될 수 있다. 이와 같은 볼트부(60)는 너트부(70)와 체결된다. 여기서, 볼트부(60)는 제1볼트(610)와 제2볼트(620)를 포함하고, 너트부(70)는 제1너트(710)와 제2너트(780)를 포함한다.
제1볼트(610)는 제1양극판모듈(411)과 제1음극판모듈(412) 그리고 제1가스켓모듈(510)을 연결하여 제1너트(710)와 체결된다. 이에, 제1양극판모듈(411)과 제1음극판모듈(412) 그리고 제1가스켓모듈(510)은 하나의 개체로 형성될 수 있다. 제2볼트(620)는 제2양극판모듈(421)과 제2음극판모듈(421) 그리고 제2가스켓모듈(520)을 연결하여 제2너트(720)와 체결된다.
이에, 제2양극판모듈(421)과 제2음극판모듈(421) 그리고 제2가스켓모듈(520)은 하나의 개체로 형성될 수 있다. 전기적 단락(Short)이 없도록 완벽하게 음극/양극을 불리하여 조합시킨다.
실린더고정부(80)는 제1양극판모듈(411)과 제1음극판모듈(412) 그리고 제1가스켓모듈(510) 또는 제2양극판모듈(421)과 제2음극판모듈(421) 그리고 제2가스켓모듈(520)에 삽입된 복수 개의 이온화실린더부(30)가 흔들리지 않도록 복수 개의 이온화실린더부(30)를 묶는다. 이러한 실린더고정부(80)는 복수 개의 이온화실린더부(30)를 일면에서 묶는 제1실린더고정모듈(810)과 타면에서 묶는 제2실린더고정모듈(820)을 포함한다.
이때, 제1실린더고정모듈(810)과 제2실린더고정모듈(820)는 도 3에 도시된 바와 같은 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같은 실린더고정부(80)는 실린더고정볼트부(90)를 통해 이온화실린더부(30)에 고정될 수 있다. 실린더고정볼트부(90)는 제1실린더고정모듈(810)에 체결되는 제1실린더고정볼트(910) 그리고 제2실린더고정모듈(820)에 체결되는 제2실린더고정볼트부(920)를 포함한다.
이하, 도 9 내지 도 18을 참조하여 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치를 구성하는 구성요소들 간의 결합에 대해 구체적으로 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2양극판모듈(421)그리고 그 위에 제2가스켓모듈(520) 그리고 그 위에 제2음극판모듈(421)이 적층 되고, 전술한 제2볼트(620)와 제2너트(710)를 통해 고정될 수 있다. 그리고 제2볼트(620)와 제2너트(710)로 고정된 제2양극판모듈(421), 제2가스켓모듈(520)및 제2음극판모듈(421)에는 이온화막대부(20)의 타단 그리고 이온화실린더부(30)의 타단이 고정된다.
먼저, 제2볼트(620)와 제2너트(720)로 고정된 제2양극판모듈(421), 제2가스켓모듈(520) 및 제2음극판모듈(421)에는 도 10의 (A)에 도시된 바와 같이, 제1타입이온화막대부(20-1)가 설치될 수 있다. 그리고 도 10의 (B)에 도시된 바와 같이 제2타입이온막대부(20-2)가 설치될 수 있다. 그리고 도 11의 (C)에 도시된 바와 같이, 제3타입이온화막대부(20-3)가 설치될 수 있고 도 11의 (D)에 도시된 바와 같이 제4타입이온막대부(20-4)가 설치될 수 있다.
이와 같은 도 10 및 도 11의 구조를 우측에서 바라보았을 때, 도 12의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같은 형상이 될 수 있다. 이때, 제2양극판모듈(421), 제2가스켓모듈(520) 및 제2음극판모듈(421)에는 7개의 열로 복수 개의 이온화막대부(20)이 설치될 수 있다. 여기서 음극판 모듈의 개수는 크기에 따라 다양하게 변할 수 있다.
여기서, 복수 개의 이온화막대부(20)는 제1열 내지 제7열의 이온화막대부(20)가 될 수 있다. 이때, 복수 개의 이온화막대부(20)는 도 12에 도시된 바와 같이 제1열의 이온화막대부에서 제4열의 이온화막대부로 갈수록 샤프모듈(220)의 높이가 점진적으로 높아지고, 제4열의 이온화막대부에서 제7열의 이온화막대부로 갈수록 샤프모듈(220)의 높이가 점진적으로 낮아질 수 있다. 이와 같이, 제1열 내지 제7열의 이온화막대부의 샤프모듈이 높이가 제4열의 이온화막대부의 샤프모듈의 기준으로 대칭되는 이유는 수소공급장치(A)에서 공급되는 수소가 외측으로 확산된 이후, 복수 개의 이온화막대부(20)와 복수 개의 이온화실린더부(30) 사이에서 이온화되도록 하기 위한 구성 조합도 가능하다. 그리고 도 12의 (A) 및 (B)는 도 13의 (C) 및 (D)에 도시된 바와 같은 제2양극판모듈(421), 제2가스켓모듈(520) 및 제2음극판모듈(421)에는 7개의 열로 복수 개의 이온화막대부(20)가 동일한 높이로 설치될 수 있다.
도 14 내지 도 16에 도시된 도면은 도 12의 (A)에 도시된 구조, 도 13의 (C)에 도시된 구조 그리고 도 13의 (D)에 도시된 구조에 이온화실린더부가 삽입된 구조를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 14에 도시된 바와 같이 이온화실린더부와 제1타입이온막대부(20-1)를 Ⅱ-Ⅱ’ 선으로 절단하였을 때, 이온화실린더부(30)와 제1타입이온막대부(20-1)는 좌측의 확대도에 도시된 바와 같은 구조를 나타낼 수 있다. 그리고 고밀도 전기장 선속을 형성할 수 있다. 그리고 도 15에 도시된 바와 같이 이온화실린더부와 제3타입이온막대부(20-3)를 Ⅱ-Ⅱ’선으로 절단하였을 때, 이온화실린더부(30)와 제2타입이온막대부(20-2)는 좌측의 확대도에 도시된 바와 같은 구조를 나타낼 수 있다. 그리고 전기장을 형성할 수 있다. 그리고 도 16에 도시된 바와 같이 이온화실린더부와 제2타입이온막대부(20-4)를 Ⅱ-Ⅱ’선으로 절단하였을 때, 이온화실린더부(30)와 제2타입이온막대부(20-2)는 좌측의 확대도에 도시된 바와 같은 구조를 나타낼 수 있다. 이때, 제1양극판모듈(411)및 제1음극판모듈(412) 또는 제2양극판모듈(421)및 제2음극판모듈(421)에 전기가 인가되면 복수 개의 이온화막대부(20)와 복수 개의 이온화실린더부(30)사이에 전기장이 형성될 수 있다.
도 17의 (A)에 도시된 바와 같이, 제2양극판모듈(421), 제2가스켓모듈(520) 및 제2음극판모듈(421)에 이온화실린더부(30)와 이온화막대부(20)가 삽입되면, 이온화실린더부(30)와 이온화막대부(20)에 실린더고정부(80)가 설치될 수 있다. 그리고 도 17의(B)에 도시된 바와 같이, 실린더고정부(80)에 실린더고정볼트부(90)가 설치될 수 있다. 그리고 이온화실린더부(30)의 일단에 제1음극판모듈(411)이 삽입될 수 있다.
이후, 도 18의 (C)에 도시된 바와 같이, 제1음극판모듈(412)의 위에 제1가스켓모듈(510)이 설치될 수 있다. 그리고 제1가스켓모듈(510)의 위에 제1양극판모듈(411)이 놓일 수 있다. 이후, 도 18의 (D)에 도시된 바와 같이 제1양극판모듈(411), 제1가스켓모듈(510)과 제1음극판모듈(412)이 제1볼트(610)와 제1너트(710)로 연결될 수 있다.
이하, 도 19 내지 도 25를 참조하여 본 발명의 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치가 수소를 양이온화 및 음이온화시키는 상태 및 수소를 이온화시키는 과정으로부터 보조배터리부를 충전시키는 과정에 대해 구체적으로 설명한다.
여기서, 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)는 제1타입이온막대부(20-1) 또는 제2타입이온막대부(20-2) 또는 제3타입이온막대부(20-3) 또는 제4타입이온막대부(20-4) 중 어느 하나 또는 제1타입이온막대부(20-1) 또는 제2타입이온막대부(20-2) 또는 제3타입이온막대부(20-3) 또는 제4타입이온막대부(20-4)를 포함할 수 있다.
이하, 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)의 작동에 대한 설명이 간결할 수 있도록, 제1타입이온막대부(20-1)를 포함하는 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)를 일례로, 하여 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)의 작동에 대해 구체적으로 설명한다.
이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치(1)에는 외부의 전원장치(C)를 통해 브라스고정부(40)에 전기가 인가되고, 수소공급장치(A)를 통해 수소가 주입된다. 이때, 유입스크류모듈(1111)은 회전하며 수소공급장치(A)에서 주입된 수소를 확산시키며 케이스부(10)의 수용공간(100)으로 넓게 퍼지도록 한다. 그리고, 전기가 인가되는 복수 개의 이온화막대부(20)와 복수 개의 이온화실린더부(30) 사이에는 고밀도의 전기력선을 가지는 전기장 선속이 형성될 수 있다.
이때, 도 20에 도시된 바와 같이 이온화막대부(20)에서는 Positive electric field가 발생되고, 이온화실린더부(30)에서는 Negative electric field가 발생된다. 여기서, Positive electric field는 수소 분자(H2)에서 전자가 결합된 핵력을 능가해 수소 분자를 쉽게 여기(Excite)시키고, Negative electric field는 수소 분자(H2)의 공유 전자와 반발력을 형성하여 수소 분자에서 공유 전자가 튕겨 수소 분자를 빠르게 여기(Excite)시킨다. 이때, 여기(Excite)된 수소는 양전극과 연결된 이온화막대부(20)의 복수 개의 핀으로 이동한다. 이때, 양전극과 연결된 서포트모듈(210)의 복수 개의 핀으로 이동된 여기(Excite)된 수소는 복수 개의 핀으로 전자를 뺏기며 쉽게 양이온화(2H+)된다. 여기서, 양이온화된 수소(Proton)는 양극 전기장의 강력한 척력과 음극 전기장의 강력한 인력에 의해 음전극과 연결된 이온화실린더부(30)로 빠르게 이동하게 된다. 그리고 음전극과 연결된 이온화실린더부(30)로 이동한 양이온화된 수소(2H+)는 전자(e-)가 빠르게 흡수되며 수소 분자(H2) 즉, 중성 수소로 변형된다. 이후, 변형된 수소 분자(H2)는 다시 양전극과 연결된 이온화막대부(20)로 이동하며 양이온화 되고, 양이온화된 수소는 다시 음전극과 연결된 이온화실린더부(30)로 이동하며 중성수소(H2)로 변형된다.
즉, 수소공급장치(A)에서 공급되는 수소는 위와 같은 과정 즉, 여기(Excite)된 상태 이후 이온화(Ionized)되는 상태, 그리고 그 후 중성화(Neutralized)되는 상태를 연속적으로 거치게 된다. 이때, 수소는 이와 같은 과정을 거치면 활성화(Excited)에너지가 높아지게 된다.
도 21에 도시된 바와 같이, 복수 개의 이온화막대부(20)와 복수 개의 이온화실린더부(30)는 강력한 음/양극 전기장 속에서 수소공급장치(A)에서 공급되는 수소기체(H2)를 Excited State(H2 *) → Ionized(2H++2e) → Neutralized(H2)로 변형시키면서 전자가 추출(Field Emission Electron)한다. 그리고 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 수소에서 추출된 전자는 보조배터리부(11)로 이동하며, 보조배터리부(11)를 충전시킨다. 여기서, Excited State(H2 *)는 전기장의 인/척력으로 활성화 에너지가 높아진 상태이고, 쉽게 이온화 가능한 상태의 수소를 의미한다.
이러한 수소는 수소연료전지의 전기 발생의 효율을 상승시키는 연료가 된다. Ionized(2H+)는 양극 전기장에 의해 전자가 방출되어 정전기적 힘으로 음극으로 이동하는 Proton(2H+) 수소를 의미한다. 그리고 Neutralized(H2)는 음극으로 이동된 Proton(2H+)가 고밀도 양극 전기장에 의해 2개 전자를 흡수하며 형성된 수소가 된다.
이와 같이, 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치는 음/양극 고밀도 전기장을 통해 수소기체를 H2, H2 * ,2H+여러 가지 상태로 변형시키며 수소연료전지스택(B)의 성능을 향상시킨다. 그리고 수소기체를 변형시키며 많은 전기를 발생시키며 저장하여 추후 사용할 수 있도록 한다. 이때, 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치는 저장된 전기를 이온화막대부(20)와 이온화실린더부(30)에 인가시키며 수소의 활성화 및 이온화율의 효율을 높일 수 있도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
[부호의 설명]
1: 이온화부 반복 배열 구조를 가지는 수소 활성화/이온화 촉진장치
10: 케이스부 11: 보조배터리부
100: 수용공간
110: 커버모듈 120: 몸통모듈
111: 가스유입통 121: 가스배출통
1111: 유입스크류모듈
20: 이온화막대부
20-1: 제1타입이온화막대부 20-2: 제2타입이온화막대부
20-3: 제3타입이온화막대부 20-4: 제4타입이온화막대부
210: 서포트모듈
211: 제1막대 212: 제2막대
220: 금속날카로운모듈
221: 핀
30: 이온화실린더부
40: 브라스고정부
410: 제1브라스고정모듈 411: 제1양극판모듈
4110: 막대고정홀 4111: 막대고정체
412: 제1음극판모듈
4120: 실린더고정홀
420: 제2브라스고정모듈
421: 제2음극판모듈 422: 제2양극판모듈
50: 가스켓부 500: 수용홀
510: 제1가스켓모듈 520: 제2가스켓모듈
60: 볼트부
610: 제1볼트 620: 제2볼트
70: 너트부
710: 제1너트 720: 제2너트
80: 실린더고정부
810: 제1실린더고정모듈 820: 제2실린더고정모듈
90: 실린더고정볼트부
910: 제1실린더고정볼트 920: 제2실린더고정볼트
A: 수소공급장치 B: 수소연료전지스택
C: 외부의 전원장치

Claims (3)

  1. (a) 케이스부(10)의 내부에 복수 개의 서포트모듈(210)과, 서포트모듈(210)의 외측면에 형성된 금속날카로운모듈(220)을 포함하는 이온화막대부(20)를 설치하는 단계(S10);
    (b) 이온화실린더부(30)의 내부에 이온화막대부(20)를 삽입시키는 단계(S20);
    (c) 제1음극판모듈(412)과 제1양극판모듈(411)을 포함하는 브라스고정부(40)의 제1음극판모듈(411)을 이온화실린더부(30)의 일단을 고정하고, 전원장치의 음전극에 연결하며 브라스고정부(40)의 제1양극판모듈(412)을 이온화실린더부의 일단의 외측으로 돌출된 서포트모듈(210)의 일단을 고정하고, 전원장치의 양전극에 연결하는 단계(S30);
    (d) 내부에 수용홀(500)이 형성된 가스켓부(50)를 제1양극판모듈(411)과 제1음극판모듈(412) 사이에 설치하는 단계(S40); 및
    (e) 케이스부(10)를 수소공급장치(A)와 수소연료전지스택(B) 사이에 설치하는 단계(S50);
    (f) 수소공급장치(A)에서 케이스부(10)의 이온화막대부(20)와 이온화실린더부(20)의 사이로 수소를 공급하는 단계(S60)를 포함하는, 수소 활성화 및 이온화 촉진방법.
  2. 제1항에 있어서,
    전원장치를 작동시켜 음전극과 연결된 이온화실린더부(30)를 음극성이 띄도록 하고, 양전극과 연결된 이온화막대부(20)를 양극성이 띄도록 하는 (g)단계를 포함하는, 수소 활성화 및 이온화 촉진방법.
  3. 제1항에 있어서, (a) 단계는,
    가스유입통(111)이 형성된 커버모듈(110)과 가스배출통(121)이 형성된 몸통모듈(120)을 포함하는 케이스부(10)를 형성하는 단계를 포함하는, 수소 활성화 및 이온화 촉진방법.
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