KR101176873B1 - The unit for generating the disinfectants - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비전도성부와 전도성부를 가지는 복극식 전극에 관한 것으로, 이같은 전극으로 수소 취화 현상을 방지하고, 전류 누설 억제가 가능하여 전극의 효율 및 내구성을 대폭 개선하였다.The present invention relates to a bipolar electrode having a non-conductive portion and a conductive portion, which can prevent hydrogen embrittlement and suppress current leakage, thereby greatly improving the efficiency and durability of the electrode.

Description

살균제 발생장치{The unit for generating the disinfectants}Disinfectant Generator {The unit for generating the disinfectants}

본 발명은 전기화학적 현장형 살균제 발생기와 관련한 것으로, 더욱 상세히는 소금물 (또는 아염소산)을 무격막법으로 전기분해하여 차아염소산(또는 이산화염소)를 생산하는 전극, 전해조, 전기분해 시스템에 관한 것으로, 수영장, 정수장, 냉각탑, 밸러스트수등의 살균 목적에 적용 가능하다. The present invention relates to an electrochemical field disinfectant generator, and more particularly, to an electrode, an electrolytic cell, and an electrolysis system for producing hypochlorous acid (or chlorine dioxide) by electrolyzing brine (or chlorite) by a membraneless method. It is applicable to sterilization purposes such as swimming pool, water purification plant, cooling tower, ballast water.

살균력이 우수한 염소 또는 이산화염소는 저장 및 이송에 많은 어려움, 안전상 및 경제상의 이유로 전해질(염수 또는 아염소산)을 현장에서 전기분해하여 살균제(차아염소산 또는 이산화염소)를 제조하는 발생기가 널리 보급되고 있다. Chlorine or chlorine dioxide with excellent bactericidal power is widely used for the production and disinfection of electrolytes (hypochlorite or chlorine dioxide) by electrolysis of electrolytes (saline or chlorite) for reasons of difficulty in storage and transport, safety and economics. .

전기화학적으로 현장에서 살균제를 제조하는 방법은 널리 알여져 있지만, 아직 해결해야 할 문제가 많이 존재한다. Although electrochemical methods for producing fungicides in the field are widely known, there are still many problems to be solved.

이하에서는 소금물을 전기분해하여 차아염소산을 제조하는 방법으로 설명하고자 하나, 본 발명이 소금물을 전기분해하는 경우에 국한하지 않는다.Hereinafter, the electrolysis of brine will be described as a method of preparing hypochlorous acid, but the present invention is not limited to electrolyzing brine.

도 1은 전기분해셀(100) 내에서의 천연 해수 또는 인공 염수를 전기분해하는 원리를 보여주고 있다.1 illustrates the principle of electrolyzing natural seawater or artificial brine in the electrolysis cell 100.

전기분해 단위셀(100)은 양극(110)과 음극(120)으로 구성되며, 양극(110)과 음극(120) 사이에 소금물을 통과시키면서 직류 전류(I)를 인가하면, 다음과 같은 전극 반응이 일어난다.Electrolysis unit cell 100 is composed of a positive electrode 110 and a negative electrode 120, when applying a direct current (I) while passing the salt water between the positive electrode 110 and the negative electrode 120, the electrode reaction as follows This happens.

양극(110)에서는 하기 반응식 1, 2와 같은 반응이 발생한다.In the anode 110, reactions such as the following Schemes 1 and 2 occur.

2H2O → O2↑＋ 2H＋＋ 2e- 2H 2 O → O 2 ↑ + 2H + + 2e -

2Cl- → Cl2＋2e- 2Cl - → Cl 2 + 2e -

음극(120)에서는 하기 반응식 3과 같은 반응이 발생하다.In the cathode 120, a reaction as in Scheme 3 occurs.

2H2O ＋2e-→ H2↑＋ 2OH- 2H 2 O + 2e - → H 2 ↑ + 2OH -

용액 내에서는 하기 반응식 4와 같은 반응이 발생한다.In the solution, a reaction such as the following Scheme 4 occurs.

Cl2＋ H2O ⇔ HClO＋H+ + Cl- Cl 2 + H 2 O ⇔ HClO + H + + Cl -

양극(110) 표면에서는 물 또는 염소이온이 전자를 잃으면서 산소 가스(O2)와 염소 가스(Cl2）가 발생하며, 이때 산소 가스(O2)와 염소가스(Cl2）의 생성 비율은 양극(110)에 적용되는 전극 촉매에 의해 결정된다. 음극(120) 표면에서는 물 분자 가 전자를 받아 수소 가스（H2）가 생성된다. 양극(110)에서 생성된 염소 가스는 용액 내에서 계속 물과 반응하여 차아염소산(HClO)이 생성된다.Oxygen gas (O 2 ) and chlorine gas (Cl 2 ) are generated as water or chlorine ions lose electrons on the surface of the anode (110), and the production rate of oxygen gas (O 2 ) and chlorine gas (Cl 2 ) is It is determined by the electrode catalyst applied to the anode 110. At the surface of the cathode 120, water molecules receive electrons to generate hydrogen gas (H 2 ) .The chlorine gas generated at the anode 110 continues in the solution. Reaction with water produces hypochlorous acid (HClO).

한편, 음극(120) 표면에서는 반응식 3에 의해 생성된 OH-에 의해 pH 가 상승 하고, 소금물에 있는 Ca2+ 또는 Mg2+과 반응하여(반응식 5와 반응식 6), 수산화 마그네슘 과 수산화 칼슘등이 생성된다. 이 생성물들은 고형물로 전극 표면에 침전되어 석회질 막을 형성하여 전류의 흐름을 방해한다.On the other hand, the pH of the surface of the cathode 120 is increased by OH − generated by the reaction formula 3, and reacted with Ca 2+ or Mg 2+ in brine (Scheme 5 and Scheme 6), such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide. Is generated. These products are solids that settle on the surface of the electrode and form a calcite membrane that impedes the flow of current.

OH- + Mg2+ → Mg(OH)2 OH - + Mg 2+ → Mg ( OH) 2

2OH- + Ca2 +→ Ca(OH)2 2OH - + Ca 2 + → Ca (OH) 2

이같이 인공 염수 또는 해수를 사용하는 전기분해 셀(100)은 소금물 중에 존재하는 불순물 칼슘과 마그네슘이 음극(120) 표면에 스케일 형태로 축적되어, 이를 주기적으로 제거해야 하는 문제를 가지고 있다. 이로 인해 부수적인 설비 및 보수 유지 비용이 증가하게 된다.As such, the electrolysis cell 100 using artificial brine or seawater has a problem in that impurities calcium and magnesium existing in the brine accumulate on the surface of the cathode 120 in a scaled form, and are periodically removed. This increases the attendant equipment and maintenance costs.

일반적으로 필요로 하는 살균제를 대량으로 얻기 위해서는 도 1의 전기화학 단위셀을 다수로 적층하여 사용하며, 적층 방법은 외부전원과의 연결 방법에 따라 단극식을 구성하거나, 복극식으로 구성한다. 전기화학 단위셀을 다수개 적층한 것을 전해조라 한다.In general, in order to obtain a large amount of the required disinfectant, a plurality of electrochemical unit cells of FIG. 1 are stacked and used, and the stacking method includes a monopolar type or a bipolar type according to a connection method with an external power source. Stacking of a plurality of electrochemical unit cells is called an electrolytic cell.

도 2는 단극식과 복극식의 전해조이다. (가)로 표시된 단극식 전해조(210)는 외부 전원(212)의 + 터미널(214)과 전해조(210)내 양극(+ 표시, 218) 각각에, 외부 전원(212)의 - 터미널(216)과 전해조(210)내 음극(- 표시, 220) 각각에 연결되는 방식으로 전해조(210) 내 모든 전극과 외부 전원 터미널이 많은 연결 부위를 가지고 있어, 부식성 강한 전해질과 폭발성 가스인 수소의 누설 위험성을 내포하고 있으며, 제작 비용이 매우 높은 단점을 갖는다.2 is a monopolar and bipolar electrolytic cell. The monopolar electrolyzer 210 indicated by (A) is connected to the positive terminal (214) of the external power source 212 and the positive electrode (+ mark, 218) of the electrolytic cell 210, respectively, and the negative terminal (216) of the external power source 212. In addition, all the electrodes and the external power terminals in the electrolyzer 210 have many connection sites in a manner that they are connected to the cathodes (-), 220 in the electrolyzer 210, thereby preventing the leakage of hydrogen, a highly corrosive electrolyte and an explosive gas. It has a drawback and has a very high manufacturing cost.

(나)의 복극식 전해조(230)은 양극 터미날 전극(238)과 음극 터미널 전극(240), 그리고 가운데 복극식 전극(242)로 구성되어 있다. 외부 전원(232)의 + 터미널(234)은 전해조(230) 내 터미널 양극(+ 표시, 238)에, 외부 전원(232)의 - 터미널(236)은 전해조(230)내 터미널 음극(- 표시, 240) 각각에 연결되는 방식으로 연결 부위가 단극식에 비하여 매우 적다. 여기서 복극식 전극(242)이란 양극과 음극의 두 개의 극성이 한 전극에 존재하는 의미로 사용된다. The bipolar electrolyzer 230 (b) is composed of a positive terminal electrode 238, a negative terminal electrode 240, and a central bipolar electrode 242. The + terminal 234 of the external power source 232 is connected to the terminal positive electrode (+ mark 238) in the electrolytic cell 230, and the-terminal 236 of the external power source 232 is connected to the terminal negative electrode (− mark, 240) there are very few connecting sites compared to monopolar in such a way that they are connected to each other. Here, the bipolar electrode 242 is used to mean that two polarities of the positive electrode and the negative electrode exist in one electrode.

그러나, 복극식 전해조(230)은 구조가 매우 간단하나, 전류 누설에의한 전류효율 저하의 문제를 가지고 있다. 바람직한 전류의 흐름은 n 전극과 n+1 전극 사이, n+1전극과 n+2 전극사이에, 즉 서로 인접한 전극 사이에서만 전류가 흘러야 하나, n 전극과 n+2 전극 사이, 또는 n 전극과 음극 터미널 전극(240)에도 전류가 흐른다. 이를 누설전류라 하며, 이 누설 전류는 반응에 참가하지 못하는 전류로, 이는 전류 손실을 의미하고, 전류효율의 저하를 의미한다.However, the bipolar electrolyzer 230 has a very simple structure but has a problem of lowering current efficiency due to current leakage. The preferred flow of current is that current should flow only between n and n + 1 electrodes, between n + 1 and n + 2 electrodes, ie between adjacent electrodes, but between n and n + 2 electrodes, or n and Current also flows through the negative terminal electrode 240. This is called leakage current, and this leakage current is a current that does not participate in the reaction, which means a current loss and a decrease in current efficiency.

복극식 전극(242)의 다른 문제는 음극에서 발생하는 수소 가스에의한 전극의 모재로의 수소 침투가 일어날 수 있다. 예를 들면 모재가 티타늄(Ti)인 경우 티타늄 원자 한 개당 수소 원자 두 개와 결합하여, 이론상으로 약 4.2 wt % 수소 취입이 일어나게 된다. 이로 인한 부피 팽창과 내구성 저하를 야기한다.Another problem with the bipolar electrode 242 is that hydrogen penetration into the substrate of the electrode by hydrogen gas generated at the cathode may occur. For example, when the base material is titanium, it combines with two hydrogen atoms per titanium atom, theoretically causing about 4.2 wt% hydrogen injection. This leads to volume expansion and durability degradation.

복극을 가지는 대표적인 특허로는 대한민국 특허 출원번호 10-2006-0100055 (발명의 명칭: 복극식 전기분해시스템을 이용한 선박 밸러스트수 살균장치, 출원인:창원환경 산업 주식회사)와 미합중국특허 6,379,525 ( 발명의 명칭: Enhanced electrolyzer, 출원인: Exceltec International Corporation)과 미합중국특허 4,783,246 ( 발명의 명칭: Bipolar rapid pass electrolytic hypochlorite generator, 출원인: ELTECH Systems Corporation)등이 있으나 상기 언급한 문제를 해결하지 못하고 있다.Representative patents having a bipolar include Korean Patent Application No. 10-2006-0100055 (name of invention: Ship ballast water sterilizer using a bipolar electrolysis system, Applicant: Changwon Environmental Industry Co., Ltd.) and US Pat. No. 6,379,525 (Name of invention: Enhanced electrolyzer (Applicant: Exceltec International Corporation) and U.S. Patent 4,783,246 (name of the invention: Bipolar rapid pass electrolytic hypochlorite generator, Applicant: ELTECH Systems Corporation), but the above-mentioned problems are not solved.

도 3은 기존의 미합중국특허 6,379,525와 미합중국특허 4,783,246의 전극구조로 전해조내의 유체의 흐름 방향이 양극과 음극이 교차로 배열된 복극 전극을 통과하는 구조를 갖는 것이 특징으로 다른 복극식 전극의 예를 보여주고 있으나, 복극식 전극 가지는 문제인 누설 전류와 수소 취화 현상의 억제 문제를 해결하지 못했다.FIG. 3 shows an example of another bipolar electrode having a structure in which a flow direction of a fluid in an electrolytic cell passes through a bipolar electrode in which an anode and a cathode are arranged alternately with the electrode structures of the existing US Pat. No. 6,379,525 and US Pat. No. 4,783,246. However, it did not solve the problem of suppression of leakage current and hydrogen embrittlement, which are problems with bipolar electrodes.

상기 언급한 문제점을 정리하면 다음과 같다. 첫째, 복극식 전극에서 전류 누설로 인한 전류 효율 감소가 발생하여, 전기분해셀의 장치비 및 운전비의 상승의 문제가 있다. 둘째, 복극식 전극에서 -극 측(환원측, 수소발생측)의 수소 취화 현상으로 인한 전극의 구조 변화 및 이로 인한 내구성 저하의 문제가 있다. 세째, 전 해조내 음극에 축적되는 스케일로 인한 제거 주기가 빈번해져, 전극의 수명 감소, 운전비용의 상승등의 문제가 있다. The above mentioned problems are summarized as follows. First, a decrease in current efficiency occurs due to current leakage in the bipolar electrode, resulting in a problem of increase in device cost and operation cost of the electrolysis cell. Second, there is a problem in the structure change of the electrode due to the hydrogen embrittlement phenomenon of the negative electrode (reduction side, hydrogen generating side) in the bipolar electrode and the durability degradation thereby. Third, the removal cycle due to the scale accumulated in the cathode in the electrolytic bath becomes frequent, resulting in problems such as reduced lifetime of the electrode and increase in operating cost.

본 발명은 소금물을 전기분해하여 차아염소산의 살균제를 발생하는 전기분해셀에 관한 것으로, 전기분해 효율을 높여 전극의 활성면적을 최소화(또는 전기분해셀의 크기 최소화)하는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention relates to an electrolysis cell that generates a disinfectant of hypochlorous acid by electrolysis of brine, and an object of the present invention is to provide a method of increasing the electrolysis efficiency to minimize the active area of the electrode (or minimize the size of the electrolysis cell). have.

본 발명은 복극식의 전기분해 셀에서 발생하는 누설전류를 제거하는 수단을 제공하는 데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a means for eliminating the leakage current generated in a bipolar electrolysis cell.

본 발명은 복극식 전극에서 발생하는 수소취화 현상을 제거하는 수단을 제공하는 데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a means for eliminating hydrogen embrittlement phenomenon occurring in a bipolar electrode.

본 발명은 복극식 전기분해 셀에서 발생하는 하드니스의 생성을 억제하고 효과적으로 제거하는 수단을 제공하는 데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a means for inhibiting and effectively removing the production of hardness occurring in a bipolar electrolysis cell.

본 발명은 소금물을 전기분해하여 차아염소산의 살균제를 발생하는 전해조는 양극 터미날 전극과 음극 터미널 전극, 그리고 가운데 복극식 전극으로 구성된 것이 특징이다.The present invention is characterized in that the electrolytic cell for electrolyzing brine to generate a disinfectant of hypochlorous acid is composed of a positive electrode terminal electrode, a negative electrode terminal electrode, and a central bipolar electrode.

전해조는 누설전류의 이동을 막기 위해 프레임내 전극의 2면 이상을 고정하는 홈 구조를 제공하는 것이 특징이다. The electrolytic cell is characterized by providing a groove structure for fixing at least two sides of the electrode in the frame to prevent the movement of leakage current.

양극 터미날 전극과 음극 터미널 전극, 그리고 가운데 복극식 전극은 전도 성 활성 촉매부과 비전도부로 구성되며, 전도성 활성 촉매부는 전기화학 촉매 반응(산화 반응 또는 환원 반응)가 적용되며, 비전도성 부는 전기적 반응이 일어나지 않는 곳으로 비전도성 세라믹 또는 고분자로 코팅된 것이 특징이다. The positive electrode terminal electrode, the negative electrode terminal electrode, and the middle bipolar electrode are composed of a conductive active catalyst portion and a non-conductive portion. The conductive active catalyst portion is subjected to an electrochemical catalytic reaction (oxidation reaction or reduction reaction), and the non-conductive portion has an electrical reaction. It is characterized by a nonconductive ceramic or polymer coating.

음극은 수소에 의한 수소 취화 현상을 방지하기 위하여 촉매가 코팅된 전극을 갖는 것이 특징이다.The negative electrode is characterized by having an electrode coated with a catalyst to prevent hydrogen embrittlement by hydrogen.

살균수 발생 시스템은 운전 및 정지 동안 전해조에서 생성된 살균수등으로 재순환 배관을 갖는 것을 특징으로 한다.The sterilizing water generating system is characterized by having a recirculation pipe with sterilizing water generated in the electrolyzer during operation and shutdown.

본 발명으로 인해 소금물을 전기분해하여 차아염소산의 살균제를 발생하는 전기분해셀에 있어서 효과적으로 전기분해 효율을 높이고, 누설전류를 제거하고, 또한 복극식 전극에서 발생하는 수소 취화 현상을 제거하고, 하드니스의 생성을 억제하여, 설치비 및 운전비의 절감을 물론이고, 운전 및 보수유지가 간편하게 되어, 관련 산업 분야에 크게 이바지 할 것이다. According to the present invention, in an electrolysis cell that electrolyzes brine to generate a hypochlorite disinfectant, it effectively increases the electrolysis efficiency, eliminates leakage current, and also eliminates hydrogen embrittlement occurring in the bipolar electrode, By suppressing the formation of the fuel cell, the installation cost and operation cost can be reduced, as well as the operation and maintenance can be simplified, which will greatly contribute to the related industrial field.

아래에서, 본 발명에 따른 복극식 전극, 전해조, 살균제 발생 시스템 및 그 제조 및 구성 방법과 이를 구비한 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a bipolar electrode, an electrolytic cell, a disinfectant generating system according to the present invention, a method for manufacturing and configuring the same, and a preferred embodiment having the same will be described in detail.

도 4에서 도 8까지 표시된 숫자는 동일한 부품의 기호를 의미한다. 도 4는 본 발명(400)의 전해조로, 외부에서 볼 때 외형도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 전해조는 전해질 도입부(410), 전해조(420), 살균제 배출부(430)로 구성되며, 도입부(410)와 전해조(420), 전해조(420)과 배출부(430)사이에 이음부(440)가 있다. 전해조(420)의 외부에는 외부전원과의 연결을 위한 터미널(450)이 있다.The numerals shown in FIGS. 4 to 8 mean symbols of the same parts. 4 is an electrolytic cell of the present invention 400, which is an external view when viewed from the outside. As shown, the electrolytic cell of the present invention is composed of an electrolyte introduction part 410, an electrolytic cell 420, a disinfectant discharge part 430, the introduction part 410 and the electrolytic cell 420, the electrolytic cell 420 and the discharge part 430. There is a joint 440 in between. Outside the electrolytic cell 420 is a terminal 450 for connection with an external power source.

도 5는 본 발명의 전해 장치의 디멘젼(Dimension)을 설명하기 위한 구조도이다. 전해질 도입부(410)은 외부 연결 배관과의 접속과, 전해질 유입을 유도하는 도입관(412)과, 도입관(412)에서 전해조(420)로 와류 없이 유체가 완만하게 흐르게 하는 경사를 가지는 유도관(414)으로 구성된다. 살균제 배출부(430)는 전해조(420)에서 발생한 살균제를 배출하기 위한 것으로, 와류 없이 유체가 완만하게 흐르게 하는 배출 유도관(432)과 외부 연결 배관과 접속과, 동시에 살균제를 배출하는 배출관(434)로 구성된다.5 is a structural diagram for explaining a dimension of the electrolytic apparatus of the present invention. The electrolyte introduction part 410 is an induction pipe having a connection with an external connection pipe, an introduction pipe 412 for inducing electrolyte flow, and an inclination for smoothly flowing fluid from the introduction pipe 412 to the electrolytic cell 420 without vortexing. 414. The disinfectant discharging unit 430 is for discharging the disinfectant generated in the electrolytic cell 420. The disinfectant discharging unit 430 is connected to the discharge induction pipe 432 allowing the fluid to flow smoothly without vortex and the external connection pipe, and at the same time discharging the disinfectant. It consists of

도 에서와 같이 전해질 도입관(412)의 유효 직경은 D1이며, 길이는 l1 이다. 유도관(414)의 길이는 l2 이며, 전해조(420)의 유효 직경은 D2이고, 길이는 l3 이다. 살균제 배출을 위한 배출 유도관(432)의 길이는 l4 이며, 배출관(434)의 유효 직경은 D3이고, 길이는 l5 이다. 여기서 언급하는 유효 직경이란 배관의 형태(예를들면, 직사각형등)에 상관없이 이를 원으로 가정하여 표현한 것을 의미한다. 에를 들면 직사각형 배관의 유효직경은 (가로+세로)/2로 표현된다. As shown in FIG. 3, the effective diameter of the electrolyte introduction tube 412 is D1, and the length is l1. The length of the induction pipe 414 is l 2, the effective diameter of the electrolytic cell 420 is D 2, and the length is l 3. The length of the discharge induction pipe 432 for discharging the sterilant is l 4, the effective diameter of the discharge pipe 434 is D 3, and the length is l 5. The effective diameter referred to herein means assuming that it is a circle regardless of the type of pipe (eg, rectangular). For example, the effective diameter of a rectangular pipe is expressed as (horizontal + vertical) / 2.

전해질 도입관(412)과 전해조(420)의 직경 비 D1/D2 와 살균제 배출 유도관(432)과 전해조(420)의 직경 비 D3/D2는 1~100 사이를 갖는다. D2/D1 와 D2/D3가 1 이하에서는 물리적인 의미를 갖지 못하며, 100 이상에는 전해질 도입부(410)와 살균제 배출부(430) 사이의 유속이 급격히 변화하여 전해질중에 존재하는 입자의 축적이 전해조(420)내에서 일어나 전류의 흐름을 방해할 수 있다.The diameter ratio D1 / D2 of the electrolyte introduction tube 412 and the electrolytic cell 420 and the diameter ratio D3 / D2 of the sterilant discharge induction tube 432 and the electrolytic cell 420 may be between 1 and 100. D2 / D1 and D2 / D3 do not have a physical meaning below 1, and the flow rate between the electrolyte introduction part 410 and the disinfectant discharge part 430 is changed drastically above 100, so that the accumulation of particles in the electrolyte is increased in the electrolytic cell ( 420 may occur to disrupt the flow of current.

유도관(414)의 길이는 l2, 배출 유도관(432)의 길이 l4 는 0 ~ 200 mm 사이의 값이면 적절하다. 200 mm 이상에서는 배관의 불필요한 부분으로 인하여 전기분해 셀 (400)의 차지하는 공간이 커지는 단점이 있다.The length of the guide pipe 414 is appropriately l2, and the length l4 of the discharge guide pipe 432 is a value between 0 and 200 mm. Above 200 mm there is a disadvantage that the space occupied by the electrolysis cell 400 is increased due to unnecessary parts of the pipe.

도 6는 도 4의 전해조 일부를 절개한 그림으로 (나)는 (가)의 부분 확대도이고, (라)는 (다)의 부분 확대도이다. (라)는 전해조 프레임(420) 안쪽 면 구조도로, 유체가 흐르는 흐름 필드(452)와 전극 고정을 위한 (상부 와 하부에 위치) 홈(454)이 있다.6 is a view of a part of the electrolytic cell of FIG. 4, (b) is a partial enlarged view of (a), and (d) is a partially enlarged view of (c). (D) is a structure of the inner surface of the electrolyzer frame 420, and includes a flow field 452 through which the fluid flows and a groove 454 (located in the upper and lower portions) for fixing the electrode.

전해조 프레임(420)은 전해조내 전해질의 외부 누설을 방지하고, 전극을 고정하고, 전극에서의 전류 누설을 방지하는 기능을 갖는다.The electrolytic cell frame 420 has a function of preventing external leakage of the electrolyte in the electrolytic cell, fixing the electrode, and preventing current leakage at the electrode.

전해조 프레임 내부 홈(454)은 전극의 거리 유지 및 움직임을 방지하여 전극을 고정하고, 전극의 상부와 하부 2개의 면을 보호하여 전극의 끝 면을 통한 전류 누설을 방지하는 기능을 한다.The electrolyzer frame inner groove 454 fixes the electrode by preventing the distance and movement of the electrode, and protects the upper and lower surfaces of the electrode to prevent leakage of current through the end surface of the electrode.

전해조 프레임 내부 홈(454)을 이용한 전극의 고정 방법은 기존 선행 기술의 전극과 전극 사이를 스페이서로 유지하는 방법에 비하여, 전해조내 스케일 발달을 보다 잘 억제할 수 있다. 전해조내의 유체 흐름 필드(452)에 방해물이 존재하는 경우 방해물 주변에서 발생하는 에디(와류)에 의해 국부적으로 pH 값이 생성하며, 스케일이 생성하기 시작하여, 전 면으로 확산되므로 유체 흐름 필드(452)에는 유체의 흐름에 방해물이 없는 것이 바람직하다.The method of fixing the electrode using the electrolyzer frame inner groove 454 may better suppress the development of scale in the electrolyzer, as compared with the method of maintaining the spacer between the electrode and the electrode of the prior art. If an obstruction is present in the fluid flow field 452 in the electrolyzer, a pH value is generated locally by the eddy (vortex) occurring around the obstruction, and the scale begins to generate and diffuses all over the fluid flow field 452. ), It is desirable that there is no obstruction to the flow of the fluid.

상부와 하부 홈(454)의 깊이는 전체 전극 면의 10 % 내로 조절한다. 10 % 이상은 전극면의 활성면적이 줄어들어 경제적 관점에서 바람직 하지않다.The depth of the upper and lower grooves 454 is adjusted to within 10% of the total electrode face. More than 10% of the active area of the electrode surface is reduced, which is undesirable from an economic point of view.

홈과 홈 사이 즉, 전극과 전극간의 간격은 0.5 ~ 5 mm가 적절하며, 0.5 mm보다 작으면 하드니스가 전극에 부착되는 경우 전류의 이동을 방해하며, 5 mm보다 크면 전압이 상승하여 터미널 전극에 열이 발생하게 되어 화재의 위험이 존재하게 된다.0.5 to 5 mm is appropriate between the groove and the groove, that is, between the electrode and the electrode, and smaller than 0.5 mm prevents the movement of current when hardness is attached to the electrode. Heat is generated in the fire, and there is a risk of fire.

유체 흐름 필드(452), 즉 전극과 전극 사이에 흐르는 유속은 0.01~1m/min이 바람직하다. 유속이 0.01 m/min 이하에서는 반응식 3에 의한 OH- 이온의 농도 구배가 커져 하드니스가 발달하기 쉬우며, 1.0 m/min 이상에서는 유입되는 유속보다 빠른 경우가 존재하는 경우로 비현실적인 파라미터값이 된다.The fluid flow field 452, ie, the flow rate flowing between the electrode and the electrode, is preferably 0.01-1 m / min. If the flow rate is 0.01 m / min or less, the gradient of OH - ions according to Equation 3 is large, and hardness is easy to develop. If the flow rate is more than 1.0 m / min, it is faster than the incoming flow rate, resulting in an unrealistic parameter value. .

전해조 프레임(420)과 외부 배관과의 연결을 위한 이음부(440)는 플랜지 타입 또는 접착제에의한 접착도 가능하며, 모양, 크기, 방법에 제한을 두지 않는다.The joint 440 for connecting the electrolyzer frame 420 and the external pipe may be attached by a flange type or an adhesive, and is not limited in shape, size, and method.

도 7은 본 발명의 전해조(400)에 설치되는 전극부(460)에서의 전극의 배열도이다.7 is an arrangement diagram of the electrodes in the electrode unit 460 provided in the electrolytic cell 400 of the present invention.

전극부(460)은 다수의 복극 전극(470), 제 1 터미널 전극(462)과 제 2의 터미널 전극(464)로 구성된다.The electrode unit 460 includes a plurality of bipolar electrodes 470, a first terminal electrode 462, and a second terminal electrode 464.

제 1 터미널 전극(462)과 제 2의 터미널 전극(464)은 복극 전극(466)의 최 외측 양측에 각각 설치되어 외부 전원의 +, - 단자와 연결된다. 외부 전원의 +, - 단자와 연결된 제 1 터미널 전극(462) 또는 제 2 터미널 전극(464)의 표면이 +극 인 경우에는 산화촉매를, -극인 경우는 환원 촉매를 코팅한다.The first terminal electrode 462 and the second terminal electrode 464 are respectively provided on both outermost sides of the bipolar electrode 466 to be connected to the + and − terminals of the external power source. When the surface of the first terminal electrode 462 or the second terminal electrode 464 connected to the + and − terminals of the external power source is a positive pole, an oxidation catalyst is coated, and in the case of a negative pole, a reduction catalyst is coated.

제 1 터미널 전극과 제 2의 터미널 전극은 복수개의 접촉 단자부(468)가 존 재하며, 접촉부는 100 cm2당 10개 이내가 바람직하다. 10개 이상이면 전극면에 공급하는 전류밀도가 균일하게 되어 전기 분해 성능이 증진되나, 접촉 부위가 많아져 경제적 관점에서 비용 상승의 문제가 발생한다.The first terminal electrode and the second terminal electrode are provided with a plurality of contact terminal portions 468, and the number of contact portions is preferably less than 10 per 100 cm 2 . If the number is 10 or more, the current density supplied to the electrode surface becomes uniform, and the electrolytic performance is improved. However, the contact point is increased, resulting in a problem of cost increase from an economic point of view.

전극(462, 464, 470)의 형상은 플레이트(plate), 메쉬(mesh), 펀치(punch)형등이 가능하나, 플레이트 전극 구조가 바람직하다. 모재에 구멍이 형성된 메쉬 또는 펀치 구조는 유체 흐름에서 많은 와류를 형성시켜, 하드니스 생성이 쉽게 발생한다.The shapes of the electrodes 462, 464, and 470 may be a plate, a mesh, a punch, or the like, but a plate electrode structure is preferable. The meshed or punched structure with holes in the base material forms a large number of vortices in the fluid flow, so that hardness generation easily occurs.

복극 전극(470)은 통전시 양극과 음극을 동시에 두 개의 극성을 가지며 단일 모재(Substrate, 예를 들면 금속자체, 티타늄, 탄탈늄 등)에 한면은 산화 반응 촉매 다른 쪽 면은 환원촉매로 구성된다. 기존 선행 기술(도 3)에서와 같은 복극 전극은 일반적으로 서로 다른 금속을 물리적 또는 화학적 결합을 통하여 구성 가능하나, 이종 금속을 결합한 복극 전극을 구성하는 경우 접합면에서 전극의 치수(Dimension)가 균일하지 않게 되어 불균일한 전류분포를 유도하고, 불균일한 분포는 다시 국부적인 반응 불균일을 일으켜 전체효율을 감소시키므로 가공성 및 경제성 관점에서 단일 금속을 모재로 하는 것이 바람직하다.The bipolar electrode 470 has two polarities at the same time when the positive electrode and the negative electrode are energized, and a single substrate (eg, metal, titanium, tantalum, etc.) is formed on one side of the oxidation catalyst and the other side is composed of a reduction catalyst. . Bipolar electrodes, as in the prior art (FIG. 3), can generally be composed of different metals through physical or chemical bonding, but when constructing bipolar electrodes in which different metals are combined, the dimensions of the electrodes are uniform in the bonding surface. It is preferable to use a single metal as a base material from the viewpoint of workability and economical efficiency since it induces non-uniform current distribution, and the non-uniform distribution causes local reaction non-uniformity to reduce overall efficiency.

복극 전극(470) 및 제 1 터미널 전극(462)의 산화 촉매로는 염소 반응에 적합한 루테륨, 이리듐, 백금, 로듐, 팔라듐 등의 백금족 귀금속을 1개 또는 1개 이상 적절히 혼합하여 고온 산화처리에 의해 코팅 처리하여 제조 한다.As the oxidation catalyst of the bipolar electrode 470 and the first terminal electrode 462, one or more platinum group noble metals such as ruthelium, iridium, platinum, rhodium, and palladium suitable for chlorine reaction may be appropriately mixed for high temperature oxidation treatment. It is prepared by coating treatment.

복극 전극(470) 및 제 2 터미널 전극(464)은 수소의 금속내로의 취화를 막 고, 수소를 효과적으로 발생을 위해 자체 모재를 이용할 수도 있지만 바람직하게는 코팅시 입자 배열이 치밀하여 수소의 침투가 어려운 백금, 철, 니켈등을 1 개 또는 1개 이상 혼합한 도금 또는 고온 산화처리에 의해 코팅하는 것이 바람직 하다.The bipolar electrode 470 and the second terminal electrode 464 may prevent the embrittlement of hydrogen into the metal and may use its own base material to effectively generate hydrogen. It is preferable to coat by the plating or high temperature oxidation treatment which mixed one or more than one difficult platinum, iron, nickel, etc.

전극(462, 464, 470)은 전도성 활성 촉매부(472)과 비전도부(474)로 구성된다. 전도성 활성 촉매부는 전기화학 촉매 반응(산화 반응 또는 환원 반응)이 일어나는 곳이며, 비전도부는 전기적 반응이 일어나지 않는 곳으로 전류 누설을 억제한다. The electrodes 462, 464, 470 are composed of a conductive active catalyst portion 472 and a non-conductive portion 474. The conductive active catalyst portion is where the electrochemical catalysis (oxidation reaction or reduction reaction) takes place, and the non-conductive portion suppresses current leakage to the place where no electrical reaction occurs.

비전도부(474)는 비전도성 고분자 또는 세라믹 막으로 코팅하여 끝 부분에서의 전류 누설을 방지 할 수 있다. 바람직하게는 액체상 용액을 경화하여 얻을 수 있는 제품이면 바람직하다. The non-conductive part 474 may be coated with a non-conductive polymer or ceramic film to prevent current leakage at the end portion. Preferably it is a product which can be obtained by hardening a liquid solution.

비전도부(474)의 넓이는 전극(462, 464, 470) 면적의 10% 이내로 유지하는 것이 바람직하다. 10% 이상은 활성면적이 작게되어 경제적 관점에서 비용 상승이 일어나게 된다.It is preferable to keep the width of the non-conductive portion 474 within 10% of the area of the electrodes 462, 464, and 470. At 10% or more, the active area becomes small, resulting in an increase in cost from an economic point of view.

비전도부(474)의 두께는 비전도성의 효가가 일어나는 0.001 mm 이상이면 바람직하다. 두께의 최대 값은 도 6의 홈 가공허용 오차 범위내에서 결정된다.The thickness of the nonconductive portion 474 is preferably 0.001 mm or more in which nonconductive efficiency occurs. The maximum value of the thickness is determined within the grooving tolerance of FIG. 6.

도 8은 본 발명의 전해조의 운영을 위한 시스템(800)의 한 예로, 시스템(800)은 전해조(810), 살균제 저장조(820), 순환펌프(830)으로 구성된다.8 is an example of the system 800 for the operation of the electrolytic cell of the present invention, the system 800 is composed of an electrolytic cell 810, a disinfectant reservoir 820, a circulation pump 830.

4% 소금물 농도의 인공염수 또는 천연 해수 l801과 전해조(820)에서 발생한 살균제를 분기한 l805를 혼합배관 m801에서 혼합한 l802를 전해조(810)에 공급한다. 전해조(820)에서 발생한 살균제 l803은 분배배관 s801에서 l805와 l804로 분기 하여, l805는 순환펌프(830)을 통해 혼합배관 m801로, l804는 살균제 저장조(820)로 공급한다.The l802 mixed with artificial brine or natural seawater l801 having a 4% brine concentration and l805 obtained by branching the fungicide generated in the electrolytic cell 820 is supplied to the electrolytic cell 810. Disinfectant l803 generated in the electrolytic cell 820 branches to l805 and l804 in the distribution pipe s801, l805 is supplied to the mixed pipe m801 through the circulation pump 830, l804 is supplied to the sterilant storage tank 820.

순환되는 l805의 양은 도 6에서 상술한 전해조(810)내의 유체 선속도가 0.01~1m/min이면 바람직하다.The amount of l805 circulated is preferable if the fluid linear velocity in the electrolytic cell 810 described above with reference to FIG. 6 is 0.01-1 m / min.

도 9은 본 발명의 전해조의 운영을 위한 시스템(900)의 또 다른 한 예로, 시스템(900)은 전해조(910), 살균제 저장조(920), 순환펌프(930)으로 구성된다.9 is another example of the system 900 for the operation of the electrolytic cell of the present invention, the system 900 is composed of an electrolytic cell 910, a sterilant reservoir 920, a circulation pump 930.

4% 소금물 농도의 인공염수 또는 천연 해수 l901과 살균제 저장조(920)내의 살균제를 공급한 l904를 혼합배관 m901에서 혼합한 l902를 전해조(910)에 공급한다. 전해조(920)에서 발생한 살균제 l903은 살균제 저장조(820)로 공급한다.1902 of artificial brine or natural seawater with a 4% brine concentration and l904 supplied with the disinfectant in the sterilant storage tank 920 are supplied to the electrolytic cell 910 in a mixed pipe m901. The sterilant l903 generated in the electrolytic cell 920 is supplied to the sterilant storage tank 820.

순환되는 l904의 양은 도 6에서 상술한 바와 같이 전해조(910)내의 유체 선속도가 0.01~1m/min이면 바람직하다.The amount of l904 circulated is preferred if the fluid linear velocity in the electrolytic cell 910 is 0.01-1 m / min as described above with reference to FIG. 6.

또한 순환되는 l904는 전해조(910)의 운전 유무에 관계없이 운전된다. 전해조(910) 운전시에는 전해조(910)내의 유체 선속도를 유지하여 스케일의 축적을 방지하며, 전해조(910) 정지시에는 전해조(910)내의 전극에 축적된 스케일을 제거할 수 있다.In addition, the circulated l904 is operated regardless of the operation of the electrolytic cell 910. In operation of the electrolytic cell 910, the accumulation of scale is prevented by maintaining the linear velocity of the fluid in the electrolytic cell 910, and when the electrolytic cell 910 is stopped, the scale accumulated in the electrode in the electrolytic cell 910 may be removed.

이하에서, 본 발명의 여러 구현예를 실시예에 기초하여 설명하도록 하며, 다만 이하의 실시예에 의해서 본 발명의 범위를 제한하거나 축소하여 해석할 수 없다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described based on examples, but the scope of the present invention is not limited or reduced by the following examples.

실시예Example 1: 본 발명의  1: of the present invention 전기분해셀을Electrolysis cell 이용한  Used 염소산이온Chlorate ion 제조  Produce

1. 전해조 구조1. Electrolyzer structure

Figure 112009066961539-pat00001
Figure 112009066961539-pat00001

2. 전해조 운전조건2. Operation condition of electrolyzer

파라메터Parameter 값value 전류밀도Current density 0.1 A/cm20.1 A / cm2 전해질Electrolyte 소금 3% 수용액(인천 연안수)3% salt solution in Incheon 전해조내 전해질의 선속도Linear velocity of electrolyte in electrolyzer 0.7 m/min0.7 m / min

3. 성능분석3. Performance Analysis

파라메터Parameter 분석방법Analysis method 분석간격(시간)Analysis interval (hours) 결과result 전압Voltage 멀티미터로 측정Measure with multimeter 1시간1 hours 도 10에 실시예1로 표시Marked as Example 1 in FIG. 염소농도Chlorine Concentration 요오드적정법Iodine titration 1시간1 hours 도 11에 실시예1로 표시Marked as Example 1 in FIG. 전류효율Current efficiency 식 1에의해 계산Calculation by Equation 1 1시간1 hours 도 12에 실시예1로 표시Marked as Example 1 in FIG. Ca/Mg 농도Ca / Mg concentration Chlorophonazo colorimetric methods, Hach DR 2800 측정장비Chlorophonazo colorimetric methods, Hach DR 2800 measuring instrument 1일1 day 도 13에 실시예1로 표시Marked as Example 1 in FIG.

(1) 전류효율의 측정(1) Measurement of current efficiency

전류효율은 가해준 전류(I)에 대하여 발생된 차아염소산의 실제값을 이론양으로 나눈 것으로 다음식에 의해 값을 얻을 수 있다. 여기서 F는 파라데이상수로 96500（C）, ρ는 실제잔류염소농도(ppm,mg/L), V는 전기분해 셀에 공급한 물의 수량(L), I는 통전전류(A), t는 전기분해 시간(s)이다.The current efficiency is obtained by dividing the actual value of hypochlorous acid generated with respect to the applied current (I) by the theoretical amount. Where F is the Faraday constant, 96500 (C), ρ is the actual residual chlorine concentration (ppm, mg / L), V is the quantity of water supplied to the electrolysis cell (L), I is the current carrying current (A), and t is Electrolysis time (s).

전류효율（％）＝（F×ρ×V）／（35500（mg）×I×t）｝×100Current efficiency (%) = (F × ρ × V) / (35500 (mg) × I × t)｝ × 100

(2) Ca/Mg의 축적(2) accumulation of Ca / Mg

전해질 도입부(410)와 살균제 배출부(430)의 샘플링 부분에서 샘플을 일정량 취수하여 Ca, Mg의 양을 측정하여 Ca, Mg의 축적을 계산한다. Samples are taken from the sampling portions of the electrolyte introduction part 410 and the disinfectant discharge part 430 to calculate the amount of Ca and Mg by measuring the amount of Ca and Mg.

비교예Comparative example

[비교예1][Comparative Example 1]

1. 전해조 구조1. Electrolyzer structure

Figure 112009066961539-pat00002
Figure 112009066961539-pat00002

2. 전해조 운전조건2. Operation condition of electrolyzer

파라메터Parameter 값value 전류밀도Current density 0.1 A/cm20.1 A / cm2 전해질Electrolyte 소금 3% 수용액(인천 연안수)3% salt solution in Incheon 전해조내 전해질의 선속도Linear velocity of electrolyte in electrolyzer 0.1 m/min0.1 m / min

3. 성능분석3. Performance Analysis

파라메터Parameter 분석방법Analysis method 분석간격(시간)Analysis interval (hours) 결과result 전압Voltage 멀티미터로 측정Measure with multimeter 1시간1 hours 도 10에 비교예1로 표시Marked as Comparative Example 1 in FIG. 10. 염소농도Chlorine Concentration 요오드적정법Iodine titration 1시간1 hours 도 11에 비교예1로 표시Marked as Comparative Example 1 in FIG. 전류효율Current efficiency 식 1에의해 계산Calculation by Equation 1 1시간1 hours 도 12에 비교예1로 표시Marked as Comparative Example 1 in FIG. Ca/Mg 농도Ca / Mg concentration Chlorophonazo colorimetric methods, Hach DR 2800 측정장비Chlorophonazo colorimetric methods, Hach DR 2800 measuring instrument 1일1 day 도 13에 실시예1로 표시Marked as Example 1 in FIG.

아래와 같은 발명의 효과를 확인할 수 있었다.The effect of the following invention was confirmed.

1. 수소 취화 현상의 개선1. Improvement of hydrogen embrittlement

실시예 1과 비교예 1에서 약 1개월간 실험을 수행한 결과 비교예 1 의 전극이 수소 취화 현상에의해 도 14의 사진에서와 같이 변형이 일어났으나, 본 발명의 실시예 1 에서는 변화가 없었다.Experiments were carried out in Example 1 and Comparative Example 1 for about one month, but the electrode of Comparative Example 1 was deformed due to hydrogen embrittlement as shown in the photograph of FIG. 14, but there was no change in Example 1 of the present invention. .

2. 전류 누설의 개선2. Improvement of current leakage

실시예 1과 비교예 1의 전해조 운전 결과로 전압, 염소농도, 전류효율등을 도 10, 도 11, 도 12에 나타내었다. 도 10은 동일한 전류조건에서 실시예 1과 비교예 1의 전압을 비교한 것으로, 전압에 큰 차이는 없으나, 도 11과 도 12에서와 같이 염소농도와 전류 효율의 경우에는 2배 차이가 났으며, 이로부터 실시예 1과 비교예 1의 차이인 누설 방지의 구조로 인한 전류 효율의 개선 효과가 크게 나타났음을 알 수 있다.As a result of the electrolytic cell operation of Example 1 and Comparative Example 1, voltage, chlorine concentration, current efficiency, and the like are shown in FIGS. 10, 11, and 12. FIG. 10 compares the voltages of Example 1 and Comparative Example 1 under the same current conditions, but there is no significant difference in voltage. However, as shown in FIGS. 11 and 12, chlorine concentration and current efficiency are two times different. From this, it can be seen that the effect of improving the current efficiency due to the leakage prevention structure that is the difference between Example 1 and Comparative Example 1.

3. 스케일 발생의 개선3. Improvement of scale generation

도 13에서 실시예 1과 비교예 1의 전해조 운전 결과에의한 Ca/Mg의 축적율을 비교하였다. 도에서와 같이 본 발명 실시예1에 의한 전해조 구조(전해조내 전극사이의 거리등을 유지하는 스페이서가 없이 전해조 프레임의 홈구조에서 전극을 고정한 구조)는 Ca/Mg이 전해조에서 축적되지 않고, 쉽게 배출됨을 알 수 있다.In FIG. 13, the accumulation rate of Ca / Mg according to the electrolytic cell operation results of Example 1 and Comparative Example 1 was compared. As shown in the drawing, the electrolytic cell structure according to the first embodiment of the present invention (the structure in which the electrode is fixed in the groove structure of the electrolytic cell frame without spacers for maintaining the distance between the electrodes in the electrolytic cell) is not easily accumulated in the electrolytic cell. It can be seen that the discharge.

도 1은 전기분해셀(100) 내에서의 천연 해수 또는 인공 염수를 전기분해 원리도이다.1 is a principle diagram of electrolysis of natural seawater or artificial brine in the electrolysis cell 100.

도 2는 단극식과 복극식의 전해조이다.2 is a monopolar and bipolar electrolytic cell.

도 3은 기존 선행 기술(미합중국특허 6,379,525와 미합중국특허 4,783,246)의 전극구조도이다.Figure 3 is an electrode structure of the prior art (US Patent 6,379,525 and US Patent 4,783,246).

도 4는 본 발명(400)의 전해조로, 외부에서 볼 때 외형도이다. 4 is an electrolytic cell of the present invention 400, which is an external view when viewed from the outside.

도 5는 본 발명의 전해 장치의 디멘젼(Dimension)을 설명하기 위한 구조도이다. 5 is a structural diagram for explaining a dimension of the electrolytic apparatus of the present invention.

도 6는 도 4의 전해조 일부를 절개한 절개도이다.6 is a cutaway view of a portion of the electrolytic cell of FIG. 4.

도 7은 본 발명의 전해조(400)에 설치되는 전극부(460)에서의 전극의 배열도이다.7 is an arrangement diagram of the electrodes in the electrode unit 460 provided in the electrolytic cell 400 of the present invention.

도 8은 본 발명의 전해조의 운영을 위한 시스템(800)의 한 예시도이다.8 is an illustration of a system 800 for operation of an electrolyzer of the present invention.

도 9은 본 발명의 전해조의 운영을 위한 시스템(900)의 또 다른 한 예시도이다.9 is another exemplary diagram of a system 900 for operating an electrolyzer of the present invention.

도 10은 동일한 전류조건에서 실시예 1과 비교예 1의 성능-전압-을 비교한 것이다.10 compares the performance-voltage-of Example 1 and Comparative Example 1 under the same current conditions.

도 11은 동일한 전류조건에서 실시예 1과 비교예 1의 성능-염소 발생 농도-을 비교한 것이다.11 compares the performance-chlorine generation concentration of Example 1 and Comparative Example 1 under the same current conditions.

도 12는 동일한 전류조건에서 실시예 1과 비교예 1의 성능-전류효율-을 비교한 것이다. 12 compares the performance-current efficiency of Example 1 and Comparative Example 1 under the same current conditions.

도 13은 실시예 1과 비교예 1의 전해조 내 Ca/Mg의 축적율을 비교한 것이다.FIG. 13 compares the accumulation rate of Ca / Mg in the electrolytic cell of Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

도 14은 비교예 1에의해 운전된 전해조 내 음극으로 음극의 수소취화에의한 전극의 디멘젼(Dimension) 변형 사진이다.FIG. 14 is a photograph showing dimensions of a dimension of an electrode by hydrogen embrittlement of a cathode as a cathode in an electrolytic cell operated by Comparative Example 1. FIG.

Claims (5)

(A) 전해질 도입부, (B) 살균제 배출부, (C) 상기 전해질 도입부 및 상기 살균제 배출부 사이에 위치한 전해조, (D) 상기 전해질 도입부 및 상기 전해조를 연결하는 제1 이음부, (E) 상기 살균제 배출부 및 상기 전해조를 연결하는 제2 이음부, (F) 상기 전해조에 연결된 외부 전원 연결용 터미널을 포함하는 염수 또는 해수 전기분해 시스템으로서;(A) an electrolyte inlet, (B) a disinfectant outlet, (C) an electrolytic cell located between the electrolyte inlet and the disinfectant outlet, (D) a first joint connecting the electrolyte inlet and the electrolytic cell, (E) the A salt water or seawater electrolysis system comprising a disinfectant discharge part and a second joint part connecting the electrolytic cell, and (F) an external power connection terminal connected to the electrolytic cell; 상기 전해조는 (C-1) 양극 터미널 전극, (C-2) 음극 터미널 전극, (C-3) 상기 양극 터미널 전극 및 상기 음극 터미널 전극 사이에 위치한 복수 개의 복극식 전극으로 구성되어 있고;The electrolyzer consists of (C-1) anode terminal electrode, (C-2) cathode terminal electrode, (C-3) a plurality of bipolar electrodes located between the anode terminal electrode and the cathode terminal electrode; 상기 양극 터미널 전극, 상기 음극 터미널 전극, 및 상기 복극식 전극 각각은 (i) 산화촉매 또는 환원촉매가 적용된 전도성 활성 촉매부로 이루어진 중심부 및 (ii) 상기 중심부를 둘러싸는 비전도부로 구성된 외부로 구성되어 있으며;Each of the positive electrode terminal electrode, the negative electrode terminal electrode, and the bipolar electrode is composed of (i) a central portion made of a conductive active catalyst portion to which an oxidation catalyst or a reducing catalyst is applied, and (ii) an outer portion formed of a non-conductive portion surrounding the central portion. And; 상기 복수 개의 복극식 전극 각각의 전도성 활성 촉매부는 이종 금속을 결합한 형태가 아닌 단일 모재, 상기 단일 모재의 일면에 코팅된 산화촉매, 상기 단일 모재의 타면에 코팅된 환원촉매로 구성되어 있고;The conductive active catalyst portion of each of the plurality of bipolar electrodes is composed of a single base material, a oxidation catalyst coated on one side of the single base material, and a reduction catalyst coated on the other side of the single base material, not in the form of a combination of dissimilar metals; 상기 제1 이음부 및 상기 제2 이음부는 상기 양극 터미널 전극, 상기 음극 터미널 전극, 상기 복수 개의 복극식 전극이 인입됨으로써 서로 이격되어 고정될 수 있는 복수 개의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기분해 시스템.The first joint part and the second joint part include a plurality of grooves which can be fixed to be spaced apart from each other by the introduction of the positive electrode terminal electrode, the negative electrode terminal electrode and the plurality of bipolar electrodes; . 제1항에 있어서, 상기 비전도부는 고분자 또는 비전도성 세라믹 막으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기분해 시스템.The electrolysis system according to claim 1, wherein the non-conductive portion is composed of a polymer or a non-conductive ceramic membrane. 제1항에 있어서, 상기 비전도부의 면적이 전체 전극의 면적대비 10%인 것을 특징으로 하는 전기분해 시스템.The electrolysis system according to claim 1, wherein an area of the non-conductive part is 10% of an area of all electrodes. 제1항에 있어서, 상기 산화촉매로는 루테륨, 이리듐, 백금, 로듐, 팔라듐 중에서 선택된 1개 이상인 것을 특징으로 하는 전기분해 시스템.The electrolysis system according to claim 1, wherein the oxidation catalyst is at least one selected from ruthelium, iridium, platinum, rhodium, and palladium. 제1항에 있어서, 상기 환원촉매로는 백금, 철, 니켈 중에서 선택된 적어도 1개 이상인 것을 특징으로 하는 전기분해 시스템.The electrolytic system of claim 1, wherein the reducing catalyst is at least one selected from platinum, iron, and nickel.
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