KR101488408B1 - Electroosmotic pump and fluid pumping system including the same - Google Patents

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신운섭
주은화
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서강대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an electro-osmotic pump comprising: a membrane to allow a fluid to move; and first and second electrodes prepared in both sides of the membrane, and consisting of a porous material or structure to allow a fluid to move. The first and second electrodes consist of only porous carbon, and electrochemical reaction between the first and second electrodes could occur through electrochemical reaction of the porous carbon itself.

Description

전기삼투펌프 및 이를 포함하는 유체 펌핑 시스템{ELECTROOSMOTIC PUMP AND FLUID PUMPING SYSTEM INCLUDING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electro-osmotic pump and a fluid pumping system including the electro-

본원은 전기삼투펌프 및 이를 포함하는 유체 펌핑 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다공성 탄소를 전극으로서 활용한 전기삼투펌프 및 이를 포함하는 유체 펌핑 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electroosmotic pump and a fluid pumping system including the same, and more particularly, to an electroosmotic pump utilizing a porous carbon as an electrode and a fluid pumping system including the same.

전기삼투펌프는 모세관 혹은 다공성 막[다공성 멤브레인(membrane)]의 양단에 구비된 전극에 전압을 걸었을 때 생기는 전기삼투현상에 의해 유체가 이동하는 것을 이용한 펌프이다. An electroosmotic pump is a pump that uses a fluid to move due to an electroosmosis phenomenon caused when a voltage is applied to an electrode provided at both ends of a capillary or a porous membrane (porous membrane).

종래에는 전극의 물질로 안정된 백금을 많이 사용하였는데, 최근에는 가스 발생 없이 안정적으로 전기삼투펌프가 구동될 수 있도록 전극의 물질로 은(Ag)/산화은(AgO), MnO(OH), 폴리아닐린(polyaniline) 등을 사용한다. 이 때, 전극의 기본구조는 카본 페이퍼(carbon paper)에 전술한 물질을 전착에 의해 코팅시킨 구조이다. 이를 통해, 종래에는 전극에 전착된 물질들의 산화환원 반응을 통해 유체를 이동시켜 펌핑력을 발생시켰다.In recent years, the electro-osmotic pump can be stably driven without generating any gas. The electrodes are made of Ag / AgO, ). At this time, the basic structure of the electrode is a structure in which carbon paper is coated with the above-mentioned material by electrodeposition. Accordingly, conventionally, the fluid is moved through redox reaction of electrodeposited materials to generate a pumping force.

이와 관련하여, 국제공개공보 WO2011/112723(발명의 명칭: ELECTRO-OSMOTIC PUMPS, SYSTEMS, METHODS, AND COMPOSITIONS)에는 은(Ag)과 산화은(AgO)이 각각 전착된 전극을 포함하는 전기삼투펌프에 대하여 개시하고 있다.In this regard, WO01111 / 112723 (entitled ELECTRO-OSMOTIC PUMPS, SYSTEMS, METHODS, AND COMPOSITIONS) discloses an electroosmotic pump comprising an electrode electrodeposited with silver (Ag) and silver oxide Lt; / RTI >

그러나, 이와 같은 종래의 전극은 카본 페이퍼에 다른 물질을 전착시키는 과정을 거쳐야 하므로, 번거롭다는 문제점이 있었다.However, such a conventional electrode requires a process of electrodepositing another material to the carbon paper, which is a problem in that it is cumbersome.

본원은 전극의 제조 시 번거로운 과정을 수행할 필요가 없어 간단하게 구현시킬 수 있는 전기삼투펌프 및 이를 포함하는 유체 펌핑 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an electroosmotic pump and a fluid pumping system including the electroosmotic pump that can be easily implemented since there is no need to carry out a troublesome process at the time of manufacturing an electrode.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면에 따른 전기삼투펌프는, 유체의 이동을 허용하는 멤브레인; 및 상기 멤브레인의 양측에 각각 마련되고, 유체의 이동을 허용하도록 다공성 재질 또는 구조로 형성되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하되, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 다공성 탄소로만 이루어지고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 전기화학 반응은 상기 다공성 탄소 자체의 전기화학 반응을 통해 일어날 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an electroosmotic pump comprising: a membrane for allowing movement of a fluid; And a first electrode and a second electrode provided on both sides of the membrane, the first electrode and the second electrode being formed of a porous material or a structure to allow movement of the fluid, wherein the first electrode and the second electrode are made of porous carbon, The electrochemical reaction between the first electrode and the second electrode may occur through the electrochemical reaction of the porous carbon itself.

한편, 본원의 제 2 측면에 따른 유체 펌핑 시스템은, 본원의 제 1 측면에 따른 전기삼투펌프; 및 상기 전기삼투펌프 적어도 일단에 설치되어 상기 유체와 이송대상유체를 분리하는 격리재를 포함할 수 있다. On the other hand, the fluid pumping system according to the second aspect of the present invention comprises the electro-osmotic pump according to the first aspect of the present invention; And an isolator disposed at least at one end of the electroosmotic pump to separate the fluid from the fluid to be transferred.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 제1 전극 및 제2 전극이 다공성 탄소로만 이루어지고, 다공성 탄소 자체의 전기화학 반응을 통해 펌핑력이 발생되도록 함으로써, 전극에 다른 물질을 전착시키는 과정을 거치지 않을 수 있으므로, 간단하게 전기삼투펌프를 구현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first electrode and the second electrode are made of only porous carbon, and the pumping force is generated through the electrochemical reaction of the porous carbon itself. Thus, It is possible to implement an electroosmotic pump simply.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 전기삼투펌프의 구성도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 전기삼투펌프의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 전기삼투펌프의 가역적인 전극반응을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 전기삼투펌프의 분해 사시도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 전기삼투펌프의 단면도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 유체 펌핑 시스템의 구성도이다.
도 7은 구입한 카본 페이퍼를 어떠한 처리 없이 그대로 전극으로 사용한 전기삼투펌프의 전류응답 그래프이다.
도 8은 카본 페이퍼를 플라즈마 처리하여 전극으로 사용한 전기삼투펌프의 전류응답 그래프이다.
도 9의 (a) 및 (b)는 각각 카본 페이퍼를 황산과 질산 1:1 용액에서 처리하여 전극으로 사용한 전기삼투펌프의 전류응답을 나타낸 그래프와 유속을 나타낸 그래프이다. 1 is a configuration diagram of an electroosmotic pump according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the operation of the electroosmotic pump according to one embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a reversible electrode reaction of an electroosmotic pump according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view of an electroosmotic pump according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of an electroosmotic pump according to an embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram of a fluid pumping system according to one embodiment of the present application.
Fig. 7 is a graph showing the current response of an electric osmotic pump in which purchased carbon paper is used as an electrode without any treatment.
Fig. 8 is a graph of current response of an electroosmotic pump using carbon paper as an electrode by plasma treatment.
9 (a) and 9 (b) are graphs showing the current response and the flow rate of the electroosmotic pump in which the carbon paper was treated with a 1: 1 solution of sulfuric acid and nitric acid, respectively, as electrodes.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is " on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure. The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term " combination thereof " included in the expression of the machine form means one or more combinations or combinations selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the machine form, And the like.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본원을 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선, 본원의 일 실시예에 따른 전기삼투펌프(10)(이하 '본 전기삼투펌프'라 함)에 대해 설명한다.First, an electroosmotic pump 10 (hereinafter referred to as a "main osmotic pump") according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 전기삼투펌프(10)의 구성도이다.1 is a configuration diagram of the electroosmotic pump 10 according to the present invention.

전기삼투펌프(10)는 멤브레인(11), 멤브레인(11)의 양측에 각각 마련된 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)을 포함하며, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)은 전원 공급부(17)에 연결된다.The electroosmotic pump 10 includes a membrane 11 and a first electrode 13 and a second electrode 15 provided on both sides of the membrane 11. The first electrode 13 and the second electrode 15 Is connected to the power supply 17.

멤브레인(11)은 유체가 이동하여야 하는 유체경로부(19)에 설치되며, 유체의 이동을 허용하도록 다공성 재질 또는 구조로 형성된다.The membrane 11 is installed in the fluid path portion 19 where the fluid has to move and is formed of a porous material or structure to allow movement of the fluid.

제1 전극(13) 및 제2 전극(15)은 유체경로부(19) 상에서 멤브레인의 양측에 각각 마련되며, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)은 다공성 탄소로만 이루어진 것일 수 있다. 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)은 멤브레인(11)에 의해 이들 사이의 간격이 일정하게 유지된다. 멤브레인(11)과 마찬가지로 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)은 유체의 이동을 허용하도록 다공성 재질 또는 구조로 형성된다.The first electrode 13 and the second electrode 15 may be provided on both sides of the membrane on the fluid path portion 19 and the first electrode 13 and the second electrode 15 may be made of only porous carbon . The gap between the first electrode 13 and the second electrode 15 is kept constant by the membrane 11. Like the membrane 11, the first electrode 13 and the second electrode 15 are formed of a porous material or structure to allow movement of the fluid.

전원 공급부(17)는 제1 전극(13)과 제2 전극(15)과 연결되어, 제1 전극(13)과 제2 전극(15)에 전기화학 반응이 일어날 수 있도록 전원을 공급하며, 제1 전극(13)과 제2 전극(15)의 전기화학 반응은 이온이 이동됨으로써 일어나게 된다.The power supply unit 17 is connected to the first electrode 13 and the second electrode 15 to supply power to the first electrode 13 and the second electrode 15 so as to cause an electrochemical reaction, The electrochemical reaction between the first electrode 13 and the second electrode 15 is caused by the movement of ions.

전원 공급부(17)는 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 전압의 극성을 교번하여 공급할 수 있으며, 여기서, 전원 공급부(17)가 전압의 극성을 교번하여 공급한다는 의미는, 전류를 반대 방향으로 공급하는 의미를 포함할 수 있다. The power supply unit 17 may alternately supply the polarities of the voltages to the first electrode 13 and the second electrode 15. Herein, the power supply unit 17 alternately supplies the polarities of the voltages, In the opposite direction.

이를 통해, 본 전기삼투펌프(10)는 유체의 이동을 통해 펌핑력을 발생시킴과 동시에, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 소모 및 재생이 반복적으로 일어날 수 있다. As a result, the electroosmotic pump 10 generates pumping force through movement of the fluid, and at the same time, consumption and regeneration of the first electrode 13 and the second electrode 15 can be repeatedly performed.

예를 들어, 전원 공급부(17)는 제1 전극(13) 및 제2 전극(15) 각각에 직류 전압을 공급하는 직류공급장치(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 전원 공급부(17)는 제1 전극(13) 및 제2 전극(15) 각각에 공급되는 직류 전압의 극성을 설정된 시간마다 교번하여 전환시키는 전압방향 전환장치(미도시)를 포함할 수 있다.For example, the power supply unit 17 may include a DC supply unit (not shown) for supplying a DC voltage to the first electrode 13 and the second electrode 15, respectively. The power supply unit 17 may include a voltage direction switching device (not shown) for alternating the polarity of the DC voltage supplied to each of the first electrode 13 and the second electrode 15 at predetermined time intervals .

이를 통해, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15) 각각에 걸리는 전압을 지속적으로 설정된 시간마다 반대 극성으로 바꿔줄 수 있다.Accordingly, the voltage applied to the first electrode 13 and the second electrode 15 can be continuously changed to the opposite polarity every predetermined time.

유체경로부(19)는 멤브레인(11)과 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)을 사이에 두고 양측으로 이동하는 유체의 이동경로를 제공한다.The fluid path portion 19 provides a path of movement of the fluid moving to both sides of the membrane 11 with the first electrode 13 and the second electrode 15 therebetween.

여기서, 유체경로부(19)는 내측에 유체가 채워지는 용기 형태를 가질 수 있고, 일례로 실린더 형태를 가질 수 있으며, 이에 제한하지 않고, 다양한 형태를 가질 수 있다. Here, the fluid path portion 19 may have a container shape in which a fluid is filled on the inside, and may have a cylinder shape, for example, but it is not limited thereto and may have various shapes.

또한, 유체는 유체경로부(19) 뿐만 아니라, 다공성(porous)의 멤브레인(11)과 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에도 채워질 수 있다. The fluid may also be filled into the porous membrane 11, the first electrode 13 and the second electrode 15, as well as the fluid path portion 19.

또한, 유체경로부(19)는 펌핑력의 전달을 위해 개구를 가질 수 있다. 예시적으로, 개구는 멤브레인(11)과 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 의해 양분되는 양측 공간 중 어느 일측 공간 또는 양측 공간 모두에 형성되어 유체의 이동에 의한 펌핑력을 외측으로 제공할 수 있다. 이를 테면, 유체경로부(19)에 형성된 개구는 후술하는 도 6에 도시된 유체 펌핑 시스템(1000)의 펌핑라인(70)과 연결될 수 있고, 이를 통해 펌핑력을 외측으로 제공할 수 있다.In addition, the fluid path portion 19 may have an opening for transfer of the pumping force. Illustratively, the opening is formed in either one or both of the two spaces separated by the membrane 11 and the first electrode 13 and the second electrode 15, so that the pumping force due to the movement of the fluid As shown in FIG. For example, the opening formed in the fluid path portion 19 can be connected to the pumping line 70 of the fluid pumping system 1000 shown in FIG. 6, which will be described later, through which the pumping force can be externally provided.

도 2는 본 전기삼투펌프(10)의 작용을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 전기삼투펌프(10)의 가역적인 전극반응을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2 is a view for explaining the operation of the electroosmotic pump 10, and FIG. 3 is a view for explaining a reversible electrode reaction of the electroosmotic pump 10.

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 전기삼투펌프(10)의 동작에 대해 설명한다.The operation of the electro-osmotic pump 10 will be described with reference to Figs. 2 and 3. Fig.

전원 공급부(17)를 통해 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 전원을 공급하게 되면 제1 전극(13)과 제2 전극(15) 사이에 전압 차이가 발생하게 된다. A voltage difference is generated between the first electrode 13 and the second electrode 15 when power is supplied to the first electrode 13 and the second electrode 15 through the power supply unit 17.

제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 전압 차이에 의해, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 산화환원 반응이 일어나 전하균형이 깨지게 되는데, 이 때, 전극(13, 15) 내에서 쉽게 이동될 수 있는 이온이 이동됨으로써 전하균형을 맞추게 된다.A redox reaction occurs between the first electrode 13 and the second electrode 15 due to a voltage difference between the first electrode 13 and the second electrode 15 and the charge balance is broken. , 15) are moved so as to balance the charge.

이 때, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 전압을 걸어주면, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 산화환원 반응이 일어남에 따라 이온이 이동되면서 유체가 이동될 수 있다. If a voltage is applied to the first electrode 13 and the second electrode 15 at this time, the redox reaction occurs on the first electrode 13 and the second electrode 15, .

멤브레인(11)은 유체뿐만 아니라, 이온의 이동도 허용하며, 유체와 이온은 전기삼투펌프(10)의 전극(13, 15)에 전원 공급부(17)를 연결하면, 멤브레인(11)의 일측에서 타측으로, 또는 타측에서 일측으로 이동될 수 있다. 이와 같이 유체와 이온이 멤브레인(11)을 통과하며 이동됨으로써 펌핑력을 발생시킨다.The membrane 11 permits the movement of not only the fluid but also the ions and the fluid and the ions can be supplied to the electrodes 13 and 15 of the electroosmotic pump 10 by connecting the power supply 17 to one side of the membrane 11 To the other side, or to the other side. In this way, the fluid and the ions move through the membrane 11 to generate a pumping force.

예시적으로, 멤브레인(11)은 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛ 크기의 입상물의 형태를 가지는 실리카(silica), 유리(glass) 등을 이용하여 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Illustratively, the membrane 11 may be fabricated using, but not limited to, silica, glass, or the like, having the form of a particulate material having a size of about 1 micron to about 5 microns.

또한, 예시적으로, 멤브레인(11)은 디스크 멤브레인일 수 있고, MEA(membrane electrode assembly)일 수도 있으며, 이외에도 다양한 형태의 다공성 재질이나 구조를 가지는 것일 수 있다.Further, by way of example, the membrane 11 may be a disk membrane, a membrane electrode assembly (MEA), or may have various types of porous materials or structures.

제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 전기화학 반응은, 예를 들어, 양이온이 이동됨으로써 일어날 수 있으며, 이 때 제1 전극(13) 및 제2 전극(15) 중 어느 하나는 전기화학 반응을 통해 양이온을 발생시키고, 다른 하나는 양이온을 소모할 수 있다.The electrochemical reaction of the first electrode 13 and the second electrode 15 can be performed, for example, by moving the positive ions. At this time, any one of the first electrode 13 and the second electrode 15 The cation can be generated through the electrochemical reaction and the other can be consumed by the cation.

멤브레인(11)의 재료로는 실리카, 유리 등이 많이 사용되는데, 이와 같은 재료로 이루어진 멤브레인(11)은 수용액 내에서 표면이 음전하를 띠게 된다. 이 때, 양이온은 음전하를 띠는 멤브레인(11)과 인력이 작용하여 멤브레인(11)을 쉽게 통과할 수 있으므로, 전극(13, 15)의 전기화학 반응 속도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 유체의 이동이 원활해질 수 있으므로, 효과적이면서도 안정적인 전기삼투펌프(10)를 구현할 수 있다.As the material of the membrane 11, silica, glass and the like are often used. In the membrane 11 made of such a material, the surface is negatively charged in the aqueous solution. At this time, the positive ions can easily pass through the membrane 11 due to the attraction between the negative membrane 11 and the membrane 11, so that the electrochemical reaction rate of the electrodes 13 and 15 can be improved. Therefore, since the movement of the fluid can be smooth, an efficient and stable electroosmotic pump 10 can be realized.

이 때, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 전기화학 반응 시 발생되고 소모되는 양이온은, 예를 들어, 1가 양이온일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. At this time, the cation generated and consumed in the electrochemical reaction between the first electrode 13 and the second electrode 15 may be, for example, a monovalent cation, but is not limited thereto.

예를 들어, 양이온은 수소 이온(H+)을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. For example, the cation may include, but is not limited to, a hydrogen ion (H + ).

다양한 양이온들 중 양성자인 H+의 이온이동속도는 다른 양이온들에 비해 월등히 빠르다. 앞서 설명한 바와 같이, 전기삼투펌프(10)는 이온의 이동과 유체의 이동이 수반되기 때문에, 따라서, 전극반응 시 수소 이온이 이동되는 경우, 유체의 이동 속도가 빨라져 전기삼투펌프(10)의 성능을 보다 향상시킬 수 있다.Among the various cations, the proton H + ion migration rate is much faster than the other cations. As described above, since the electroosmotic pump 10 is accompanied by the movement of ions and the movement of fluids, when the hydrogen ions move during the electrode reaction, the moving speed of the fluid is increased and the performance of the electroosmotic pump 10 Can be further improved.

예시적으로, 전기삼투펌프(10)는 유체로 수용액을 사용할 수 있다. 이를 통해, 전극반응 시, 수소 이온이 이동될 수 있다.Illustratively, the electroosmotic pump 10 can use an aqueous solution as a fluid. Thus, during the electrode reaction, the hydrogen ions can be moved.

전기삼투펌프(10)는 일반적으로 전해질이 거의 없는 용액에서 더 좋은 펌핑 성능을 보이는데, 이 때는 물의 해리에 의해 생긴 양이온인 수소 이온이 전하균형을 맞추어 주도록 이동될 수 있다.The electro-osmotic pump 10 generally exhibits better pumping performance in a solution with little electrolyte, in which case the hydrogen ion, a cation generated by the dissociation of water, can be moved to balance the charge.

또는, 양이온은 사용되는 유체에 따라 Na+, K+ 등과 같이 다양한 이온을 포함할 수 있다. Alternatively, the cations may include various ions such as Na + , K +, etc. depending on the fluid used.

제1 전극(13) 및 제2 전극(15)은 다공성 탄소로만 이루어진다. 이 때, 유체는 다공성 탄소 자체의 전기화학 반응을 통해 이동된다. The first electrode 13 and the second electrode 15 are made of only porous carbon. At this time, the fluid is moved through the electrochemical reaction of the porous carbon itself.

다공성 탄소의 전기화학 반응은 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 전하균형이 맞추어지는 방향으로 양이온이 이동됨으로써 일어날 수 있다.The electrochemical reaction of the porous carbon can be caused by the movement of the positive ions in the direction in which the charge balance of the first electrode 13 and the second electrode 15 is matched.

종래에는 전극의 물질로 안정된 백금을 많이 사용하였는데, 최근에는 가스 발생 없이 안정적으로 전기삼투펌프가 구동될 수 있도록 전극의 물질로 은(Ag)/산화은(AgO), MnO(OH), 폴리아닐린(polyaniline) 등을 사용한다. 이 때, 전극의 기본구조는 카본 페이퍼(carbon paper)에 전술한 물질을 전착에 의해 코팅시킨 구조이다. 이를 통해, 종래에는 전극에 전착된 물질들의 산화환원 반응을 통해 유체를 이동시켜 펌핑력을 발생시켰다. 그러나, 이와 같은 종래의 전극은 카본 페이퍼에 다른 물질을 전착시키는 과정을 거쳐야 하므로, 번거롭다는 문제점이 있었다.In recent years, the electro-osmotic pump can be stably driven without generating any gas. The electrodes are made of Ag / AgO, ). At this time, the basic structure of the electrode is a structure in which carbon paper is coated with the above-mentioned material by electrodeposition. Accordingly, conventionally, the fluid is moved through redox reaction of electrodeposited materials to generate a pumping force. However, such a conventional electrode requires a process of electrodepositing another material to the carbon paper, which is a problem in that it is cumbersome.

반면, 본 전기삼투펌프(10)는 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)이 다공성 탄소로만 이루어지도록 하고, 다공성 탄소 자체의 전기화학 반응을 통해 유체가 이동되도록 함으로써, 전극(13, 15)의 형성 시 다른 물질을 전착시키는 과정을 생략할 수 있다. 따라서, 보다 간단한 방법으로 전기삼투펌프(10)를 구현할 수 있다.In the electroosmotic pump 10, the first electrode 13 and the second electrode 15 are made of only porous carbon, and the fluid is moved through the electrochemical reaction of the porous carbon itself, so that the electrodes 13, 15) may be omitted, the process of electrodepositing other materials may be omitted. Therefore, the electroosmotic pump 10 can be implemented in a simpler manner.

이 때, 다공성 탄소는 산화반응에 의해 표면에 산화종이 존재하도록 산화처리된 것일 수 있다.At this time, the porous carbon may be oxidized so that oxidized species exist on the surface by the oxidation reaction.

이를 통해, 다공성 탄소의 표면에 형성된 다양한 산화종이 산화환원 반응에 참여할 수 있으므로, 전기삼투펌프(10)의 성능을 향상시킬 수 있다.Accordingly, various oxidation species formed on the surface of the porous carbon can participate in the oxidation-reduction reaction, so that the performance of the electroosmotic pump 10 can be improved.

예시적으로, 산화종은 카르복실기(carboxyl), 락톤(lactone), 페놀(phenol), 퀴논(quinone), 앤하이드라이드(anhydride) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Illustratively, the oxidizing species may include, but is not limited to, carboxyl, lactone, phenol, quinone, anhydride, and the like.

여기서, 다공성 탄소의 표면을 산화처리하는 방법은 화학적 방법, 물리적 방법 등과 같이 다양한 방법을 통해 수행될 수 있다. Here, the method of oxidizing the surface of the porous carbon can be performed by various methods such as a chemical method, a physical method, and the like.

예를 들어, 산화반응은 플라즈마(plasma) 처리를 통해 발생될 수 있다. 즉, 다공성 탄소는 플라즈마(plasma)를 통한 산화반응에 의해 표면에 산화종이 존재하도록 산화처리된 것일 수 있다.For example, the oxidation reaction can be generated by plasma treatment. That is, the porous carbon may be oxidized to have oxidized species on its surface by an oxidation reaction through plasma.

예시적으로, 다공성 탄소의 플라즈마 산화처리는 산소 등과 같이 산화력이 있는 다양한 기체를 이용한 플라즈마[예시적으로, 에어 플라즈마(air plasma)]를 통해 수행될 수 있다. Illustratively, the plasma oxidation treatment of the porous carbon can be performed through a plasma (illustratively, an air plasma) using various oxidizing gas such as oxygen.

또한, 산화반응은 산성용액을 이용한 처리를 통해 발생될 수 있다. 즉, 다공성 탄소는 산성용액 내에서 산화반응에 의하여 표면에 산화종이 존재하도록 표면 처리된 것일 수 있다. In addition, the oxidation reaction can be generated through treatment with an acidic solution. That is, the porous carbon may be surface-treated so that oxidized species exist on the surface by an oxidation reaction in an acidic solution.

예시적으로, 산성용액은 질산 용액(HNO3), 황산 용액(H2SO4), 또는 질산과 황산이 혼합된 용액일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Illustratively, the acidic solution may be, but not limited to, a nitric acid solution (HNO 3 ), a sulfuric acid solution (H 2 SO 4 ), or a solution of nitric acid and sulfuric acid.

이와 같은 산화종은, 다공성 탄소의 표면을 플라즈마 등으로 처리하는지의 여부, 산화시키는 산성용액의 조성, 산화시키는 온도 등에 의해 달라질 수 있다. Such oxidized species may be varied depending on whether or not the surface of the porous carbon is treated with plasma or the like, the composition of the oxidizing solution to be oxidized, the oxidizing temperature, and the like.

다시 말해, 산성용액의 농도, 혼합 비율, 반응온도, 반응시간 등에 따라, 펌프의 유속, 전류의 흐름 등이 달라질 수 있다. 이에 대한 내용은, 후술하는 실시예를 통해 자세히 설명하기로 한다.In other words, the flow rate of the pump, the current flow, etc. may vary depending on the concentration of the acid solution, the mixing ratio, the reaction temperature, and the reaction time. The details thereof will be described in detail through the following embodiments.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 전기삼투펌프의 가역적인 전극반응을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a reversible electrode reaction of an electroosmotic pump according to an embodiment of the present invention.

제1 전극(13) 및 제2 전극(15)을 이루는 다공성 탄소는 가역적인 전기화학 반응을 일으키는 것일 수 있다. 이를 통해, 제1 전극(13)과 제2 전극(15)은 각각 정반응과 역반응이 모두 일어날 수 있다.The porous carbon constituting the first electrode 13 and the second electrode 15 may cause a reversible electrochemical reaction. Accordingly, both the first electrode 13 and the second electrode 15 can have both a forward reaction and a reverse reaction.

예를 들어, 도 3의 (a)를 참조하면, 제1 전극(13)은 양이온을 발생시킬 수 있고, 제2 전극(15)은 양이온을 소모할 수 있다. 이와 반대로, 도 3의 (b)를 참조하면, 제2 전극(15)은 양이온을 발생시킬 수 있고, 제1 전극(13)은 양이온을 소모할 수 있다.For example, referring to FIG. 3 (a), the first electrode 13 may generate positive ions and the second electrode 15 may consume positive ions. Conversely, referring to FIG. 3 (b), the second electrode 15 can generate positive ions, and the first electrode 13 can consume positive ions.

전기삼투펌프(10)의 가역적인 전극반응은 제1 전극(13) 및 제2 전극(15) 각각에 전압의 극성을 교번하여 공급함으로써 이루어질 수 있으며, 이와 같이 전기화학 반응이 정방향과 역방향으로 반복해서 일어나도록 하여, 유체의 반복적인 왕복 이동에 의해 지속적인 펌핑력을 발생시키는 것이 가능하다. The reversible electrode reaction of the electroosmotic pump 10 can be performed by alternately supplying the polarities of the voltages to the first electrode 13 and the second electrode 15, respectively, and thus the electrochemical reaction is repeated in the forward direction and the reverse direction And it is possible to generate a continuous pumping force by repeated reciprocating movement of the fluid.

제1 전극(13) 및 제2 전극(15)은 가역적인 전기화학 반응을 일으킬 수 있으므로, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 가하는 전압의 극성을 바꾸어 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 일어나는 반응을 반대로 하면, 유체의 흐름을 반대 방향으로 할 수 있다.The first electrode 13 and the second electrode 15 may cause a reversible electrochemical reaction so that the polarity of the voltage applied to the first electrode 13 and the second electrode 15 is changed, And the reaction occurring in the second electrode 15 are reversed, the flow of the fluid can be made in the opposite direction.

보다 구체적으로, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 전극(13)에 (+) 전압을 공급하고, 제2 전극(15)에 (-) 전극을 공급하여, (+) 전극(즉, 제1 전극(13))에서 (-) 전극(즉, 제2 전극(15))으로 유체(예를 들어, 도 3의 H2O)를 이동시킬 수 있고, 이를 교번시키면 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2 전극(15)에 (+) 전압을 공급하고, 제1 전극(13)에 (-) 전극을 공급하여, (+) 전극(즉, 제2 전극(15))에서 (-) 전극(즉, 제1 전극(13))으로 유체(예를 들어, 도 3의 H2O)를 이동시킬 수 있다.3A, the positive electrode is supplied to the first electrode 13, the negative electrode is supplied to the second electrode 15, and the positive electrode is supplied to the positive electrode. (E.g., H 2 O in FIG. 3) from the first electrode 13 (ie, the first electrode 13) to the negative electrode (ie, the second electrode 15) (+) Voltage is supplied to the second electrode 15 and a negative (-) electrode is supplied to the first electrode 13, as shown in (b) of FIG. (E.g., H 2 O in FIG. 3) to the (-) electrode (i.e., the first electrode 13)

또한, 제1 전극(13)및 제2 전극(15)이 가역적인 전극반응을 하는 전극물질을 활용한 경우, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 전압을 반대 극성으로 걸면, 전술한 바와 같이 유체 흐름을 바꿀 수 있을 뿐만 아니라, 전극반응이 역방향으로 일어나므로, 정방향으로 유체를 흘릴 때 정반응에 의해 소모된 전극활성물질을 원래의 상태로 되돌릴 수 있다. When the first electrode 13 and the second electrode 15 utilize an electrode material that performs a reversible electrode reaction, if the voltage is applied to the first electrode 13 and the second electrode 15 in the opposite polarity, Not only the fluid flow can be changed as described above, but also the electrode reaction occurs in the opposite direction, so that the electrode active material consumed by the normal reaction can be returned to the original state when the fluid flows in the normal direction.

즉, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 정방향으로 유체를 이동시키는 데에 사용된 전하량만큼 반대 방향의 전압 또는 전류를 걸어주게 되면, 정방향으로 이동된 유체의 양과 동일한 양의 유체를 반대 방향으로 이동시킬 수 있을 뿐 아니라, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 상태를 초기 상태로 돌이킬 수 있다.That is, when a voltage or current in the opposite direction is applied to the first electrode 13 and the second electrode 15 by the amount of the charge used to move the fluid in the forward direction, the amount of fluid equal to the amount of the fluid moved in the forward direction The first electrode 13 and the second electrode 15 can be returned to the initial state.

따라서, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15) 각각이 소모된 만큼 다시 재생될 수 있으므로, 전극(13, 15)의 소모를 방지할 수 있어, 전기삼투펌프(10)의 수명을 늘릴 수 있다. 따라서, 본 전기삼투펌프(10)는 다량의 이송대상유체를 지속적으로 이동시킬 수 있다.Therefore, since the first electrode 13 and the second electrode 15 can be regenerated as much as they are consumed, the consumption of the electrodes 13 and 15 can be prevented, and the lifetime of the electroosmotic pump 10 can be increased . Therefore, the electroosmotic pump 10 can continuously move a large amount of fluid to be transported.

도 4는 본원의 일 실시예에 따른 전기삼투펌프(10)의 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 전기삼투펌프(10)의 단면도이다. FIG. 4 is an exploded perspective view of the electroosmotic pump 10 according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view of the electroosmotic pump 10 shown in FIG.

도 4 및 도 5를 참조하면, 멤브레인(11)은 원판 형태일 수 있다. 이 때, 멤브레인(11)의 외주면에는 유체의 유출이 방지될 수 있도록 코팅재, 차단시트, 접착시트 등이 접합될 수 있다.4 and 5, the membrane 11 may be in the form of a disc. At this time, a coating material, a barrier sheet, an adhesive sheet, or the like may be bonded to the outer circumferential surface of the membrane 11 so as to prevent the fluid from flowing out.

또한, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)은 멤브레인(11)의 형상에 대응하도록 원판 형태를 가질 수 있으며, 이 때, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 외주면에도 유체의 유출이 방지될 수 있도록 코팅재, 차단시트, 접착시트 등이 접합될 수 있다.The first electrode 13 and the second electrode 15 may have a disk shape corresponding to the shape of the membrane 11. The first electrode 13 and the second electrode 15 may have a disk shape, A barrier sheet, an adhesive sheet, or the like can be bonded so that leakage of the fluid to the surface can be prevented.

유체경로부(19)는 제1 전극(13)에 접합되는 중공의 제1 캡(191)을 포함할 수 있다. 또한, 유체경로부(19)는 제2 전극에 접합되는 중공의 제2 캡(193)을 포함할 수 있다.The fluid path portion 19 may include a hollow first cap 191 bonded to the first electrode 13. In addition, the fluid path portion 19 may include a hollow second cap 193 bonded to the second electrode.

제1 캡(191) 및 제2 캡(193)의 양단 중, 전극(13, 15)이 위치하는 단부와 반대 방향에 위치한 단부에는 유체가 이동될 수 있는 튜브(195)가 연결될 수 있다.A tube 195 capable of moving a fluid may be connected to an end of the first cap 191 and the second cap 193 opposite to the end where the electrodes 13 and 15 are located.

여기서, 튜브(195)는, 예시적으로 실리콘 튜브 등일 수 있다. Here, the tube 195 may be, for example, a silicon tube or the like.

또한 본 전기삼투펌프(10)는 제1 전극(13)의 외주면에 끼워지는 제1 컨택 스트립(131)을 포함할 수 있다. 또한, 본 전기삼투펌프(10)는 제2 전극(15)의 외주면에 끼워지는 제2 컨택 스트립(151)을 포함할 수 있다. In addition, the electroosmotic pump 10 may include a first contact strip 131 that is fitted to an outer circumferential surface of the first electrode 13. In addition, the electroosmotic pump 10 may include a second contact strip 151 that is fitted on an outer circumferential surface of the second electrode 15. [

제1 컨택 스트립(131) 및 제2 컨택 스트립(151)은 전원 공급부(17)와 연결되어 각각 제1 전극(13)과 제2 전극(15)에 전압 또는 전류를 전달할 수 있다.The first contact strip 131 and the second contact strip 151 may be connected to the power supply unit 17 to transmit the voltage or current to the first electrode 13 and the second electrode 15, respectively.

제1 컨택 스트립(131) 및 제2 컨택 스트립(151)은 도전성 재질로 이루어질 수 있다. 예시적으로, 제1 컨택 스트립(131) 및 제2 컨택 스트립(151)은 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The first contact strip 131 and the second contact strip 151 may be made of a conductive material. Illustratively, the first contact strip 131 and the second contact strip 151 may include, but are not limited to, silver (Ag) or copper (Cu).

예를 들어, 제1 컨택 스트립(131) 및 제2 컨택 스트립(151)은, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 전극(13) 및 제2 전극(15) 각각의 외주면에 끼워질 수 있는 고리 형태일 수 있다.For example, the first contact strip 131 and the second contact strip 151 may include a ring (not shown) that can be fitted to the outer circumferential surface of each of the first electrode 13 and the second electrode 15 Lt; / RTI >

한편, 본원의 일 실시예에 따른 유체 펌핑 시스템(1000)(이하 '본 유체 펌핑 시스템'이라 함)에 대해 설명한다. 다만, 앞서 살핀 본원의 일 실시예에 따른 전기삼투펌프(10)에서 설명한 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.Meanwhile, a fluid pumping system 1000 (hereinafter referred to as 'the present fluid pumping system') according to an embodiment of the present invention will be described. However, the same reference numerals are used for the same or similar components as those of the electro-osmotic pump 10 according to the embodiment of the present invention, and redundant explanations will be simplified or omitted.

도 6은 본 유체 펌핑 시스템(1000)의 구성도이다.6 is a block diagram of the fluid pumping system 1000 of the present invention.

본 유체 펌핑 시스템(1000)은 본 전기삼투펌프(10)를 포함한다.The present fluid pumping system (1000) includes the present electro-osmotic pump (10).

앞서 설명한 바와 같이, 본 전기삼투펌프(10)는 전극(13, 15)이 다공성 탄소로만 이루어짐으로써, 전극의 형성 시 다른 물질을 전착시키는 과정을 생략할 수 있으므로, 보다 간단한 방법으로 전기삼투펌프(10)를 구현할 수 있다.As described above, since the electrodes 13 and 15 of the electroosmotic pump 10 are made of only porous carbon, it is possible to omit the electrodeposition process of other substances when the electrodes are formed. Therefore, 10).

본 유체 펌핑 시스템(1000)은 본 전기삼투펌프(10)로부터 발생되는 펌핑력을 통해 이송대상유체를 용기에서 다른 용기 또는 외부로 이송시킬 수 있다.The present fluid pumping system (1000) can transfer the fluid to be transferred from the container to another container or to the outside through the pumping force generated from the present ostomy pump (10).

여기서, 이송대상유체는, 비제한적 예시로서 약물, 수용액, 유기용액을 비롯하여 다양한 유체를 포함하는 것일 수 있다.Here, the fluid to be transported may include various fluids including drugs, aqueous solutions, organic solutions, and the like as non-limiting examples.

본 유체 펌핑 시스템(1000)은 격리재(30)를 포함한다.The present fluid pumping system (1000) includes an isolation material (30).

격리재(30)는 전기삼투펌프(10)의 적어도 일단에 설치되어 유체와 이송대상유체를 분리한다.The isolation material 30 is installed at at least one end of the electroosmotic pump 10 to separate the fluid from the fluid to be transferred.

격리재(30)는 유체와 이송대상유체가 섞이는 것이 방지되도록 유체가 들어있는 공간과 이송대상유체가 들어있는 공간을 구획하면서, 유체의 이동에 의해 발생되는 펌핑력을 이송대상유체에 전달하는 역할을 한다.The separator 30 separates a space containing the fluid and a space containing the fluid to be transferred so that the fluid and the fluid to be transferred are prevented from being mixed with each other while transmitting the pumping force generated by the movement of the fluid to the fluid to be transferred .

이와 같은 격리재(30)는, 비제한적 예시로서, 오일 갭(oil gap)을 형성하도록 하는 오일, 탄성을 가진 얇은 막으로 이루어지는 고무나 금속판 등의 다이아프램, 고분자막, 슬라이더 등을 포함하는 것일 수 있다. Such an isolation material 30 may be, for example, a diaphragm, a polymer membrane, a slider, or the like, such as rubber or metal plate made of an oil for forming an oil gap or a thin film having elasticity have.

앞서 설명한 바와 같이, 다공성 탄소는 가역적인 전기화학 반응을 일으킬 수 있다. 이를 통해, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15) 각각에 전압의 극성을 교번하여 공급함으로써 전기화학 반응이 정방향과 역방향으로 반복해서 일어나도록 하여, 유체의 반복적인 왕복 이동에 의해 펌핑력을 발생시킬 수 있다.As described above, the porous carbon can cause a reversible electrochemical reaction. Thus, by alternately supplying the polarities of the voltages to the first electrode 13 and the second electrode 15, the electrochemical reaction can be repeatedly performed in the forward direction and the reverse direction, Can be generated.

예를 들어, 전기삼투펌프(10)는 격리재(30)를 통해 이송대상유체에 흡입력과 배출력을 반복적으로 전달할 수 있다. 이송대상유체에 흡입력이 전달되는 경우, 이송대상유체는 용기(60)로부터 이송라인(50)으로 유출될 수 있고, 이송대상유체에 배출력이 전달되는 경우, 이송대상유체는 이송라인(50)에서 외부로 유출될 수 있다. 즉, 전기삼투펌프(10)가 발생시키는 펌핑력은 흡입력 및 배출력일 수 있다.For example, the electroosmotic pump 10 can repeatedly deliver the suction force and the discharge power to the fluid to be transferred through the isolator 30. When the suction force is transmitted to the fluid to be conveyed, the fluid to be conveyed can flow out from the container 60 to the conveying line 50. When the ejecting power is delivered to the fluid to be conveyed, To the outside. That is, the pumping force generated by the electroosmotic pump 10 may be a suction force and a discharge power.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)이 가역적인 전기화학 반응을 하는 다공성 탄소로 이루어짐으로써, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 전압을 반대 극성으로 걸면, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15) 각각이 소모된 만큼 다시 재생될 수 있다. 따라서, 전기삼투펌프(10)의 수명을 늘릴 수 있어, 다량의 이송대상유체를 지속적으로 이송시킬 수 있다.As described above, since the first electrode 13 and the second electrode 15 are made of porous carbon which undergoes a reversible electrochemical reaction, a voltage is applied to the first electrode 13 and the second electrode 15 If the electrodes are applied with the opposite polarity, the first electrode 13 and the second electrode 15 can be regenerated as much as they have been consumed. Therefore, the life of the electroosmotic pump 10 can be increased, and a large amount of fluid to be transported can be continuously transported.

본 유체 펌핑 시스템(1000)은 전기삼투펌프(10)로부터의 펌핑력을 전달받아 이송대상유체를 이송시키기 위한 경로를 제공하는 이송라인(50)을 포함할 수 있다. The fluid pumping system 1000 may include a transfer line 50 that receives a pumping force from the electro-osmotic pump 10 and provides a path for transferring the fluid to be transferred.

이송라인(50)은 일단이 용기(60)에 연결되고, 타단이 외부와 연결됨으로써, 이송대상유체가 이송되는 경로를 제공할 수 있다.The transfer line 50 has one end connected to the container 60 and the other end connected to the outside, thereby providing a path through which the fluid to be transferred is transferred.

예시적으로, 이송라인(50)은 파이프나 호스 등일 수 있고, 이송대상유체의 특성에 따라 적절한 재질로 이루어질 수 있다.Illustratively, the transfer line 50 may be a pipe, a hose, or the like, and may be made of a suitable material depending on the characteristics of the fluid to be transferred.

본 유체 펌핑 시스템(1000)은 이송라인(50)의 양단에 구비되어 이송대상유체의 흐름을 허용하거나 제한하도록 개폐되는 제1 개폐부(20) 및 제2 개폐부(40)를 포함한다. The fluid pumping system 1000 includes a first opening and closing part 20 and a second opening and closing part 40 provided at both ends of the transfer line 50 to be opened or closed to permit or restrict the flow of the fluid to be transferred.

즉, 제1 개폐부(20) 및 제2 개폐부(40)는 각각 유체가 흐를 수 있도록 열리거나 유체가 흐르지 않도록 닫힐 수 있으며, 예시적으로 밸브, 보다 구체적으로는 일방향으로만 유체의 흐름을 허용하는 체크밸브(check valve)일 수 있다.That is, the first opening and closing part 20 and the second opening and closing part 40 can be closed so that the fluid can flow therethrough or the fluid can not flow therethrough, respectively, and illustratively a valve, more specifically, May be a check valve.

이 때, 제1 개폐부(20) 및 제2 개폐부(40)의 개폐는 상호 반대의 상태로서, 제1 개폐부(20) 및 제2 개폐부(40) 중 어느 하나가 열리면 다른 하나는 닫힐 수 있다. At this time, opening and closing of the first opening and closing part 20 and the second opening and closing part 40 are opposite to each other. When either the first opening and closing part 20 or the second opening and closing part 40 is opened, the other one can be closed.

예를 들어, 이송대상유체에 흡입력이 전달되면, 제1 개폐부(20)는 열리고, 제2 개폐부(40)는 닫힐 수 있다. 이와 반대로, 이송대상유체에 배출력이 전달되면 제1 개폐부(20)는 닫히고, 제2 개폐부(40)는 열릴 수 있다.For example, when the suction force is transmitted to the fluid to be conveyed, the first opening and closing part 20 is opened and the second opening and closing part 40 can be closed. On the contrary, when the discharge power is transmitted to the fluid to be transferred, the first opening and closing part 20 is closed and the second opening and closing part 40 can be opened.

전기삼투펌프(10)의 유체가 ① 방향으로 이동되면, 격리재(30)가 ① 방향으로 이동된다. 이에 따라, 이송대상유체는 전기삼투펌프(10)를 향하는 방향으로 흡입력을 받게 된다. 이 때, 용기(60) 내에 존재하는 이송대상유체는 이송라인(50)으로 유출되어야 하지만, 외부로 이미 주입된 이송대상유체는 다시 이송라인(50)으로 역주입되는 것이 방지되어야 한다. 따라서, 이송대상유체에 흡입력이 전달되면, 제1 개폐부(20)는 열림으로써 용기(60)에서 이송라인(50)으로 이송대상유체가 이동되도록 할 수 있고(이송대상유체가 ⓐ 방향으로 이동), 제2 개폐부(40)는 닫힘으로써 외부에서 이송라인(50)으로 이송대상유체가 역주입되는 것을 방지할 수 있다. When the fluid of the electroosmotic pump 10 is moved in the direction 1, the separator 30 is moved in the direction 1. Accordingly, the fluid to be conveyed is subjected to the suction force in the direction toward the electroosmotic pump 10. At this time, the fluid to be transferred present in the vessel 60 must flow out to the transfer line 50, but the fluid to be transferred already injected to the outside must be prevented from being injected back into the transfer line 50. Accordingly, when the suction force is transmitted to the fluid to be transferred, the first opening and closing part 20 is opened to allow the fluid to be transferred to move from the container 60 to the transfer line 50 (the fluid to be transferred moves in the direction a) The second opening and closing part 40 can be closed to prevent backward injection of the fluid to be transferred from the outside to the transfer line 50.

전기삼투펌프(10)의 유체가 ① 방향으로 이동될 때의 전압과 반대 극성의 전압을 전극(13, 15)에 걸어주면, 유체가 ② 방향으로 이동되고, 격리재(30)가 유체에 의해 밀려 ② 방향으로 이동된다. 이에 따라, 이송대상유체는 전기삼투펌프(10)로부터 멀어지는 방향으로 배출력을 받게 된다. 이 때, 이송라인(50) 내에 존재하는 이송대상유체는 외부로 전달되어야 하지만, 다시 용기(60)로 역주입되는 것이 방지되어야 한다. 따라서, 이송대상유체에 배출력이 전달되면, 제2 개폐부(40)는 열림으로써 이송라인(50)에서 외부로 이송대상유체가 이동되도록 할 수 있고(이송대상유체가 ⓑ 방향으로 이동), 제1 개폐부(20)는 닫힘으로써 이송라인(50)에서 용기(60)로 이송대상유체가 역주입되는 것을 방지할 수 있다. When the fluid of the electroosmotic pump 10 is applied to the electrodes 13 and 15 with the voltage of the opposite polarity to the voltage when the fluid is moved in direction 1, Move in ② direction. Thus, the fluid to be conveyed is subjected to the folding output in the direction away from the electroosmotic pump 10. At this time, the fluid to be transferred present in the transfer line 50 should be transferred to the outside, but it must be prevented from being back-injected into the container 60 again. Accordingly, when the discharge power is transmitted to the fluid to be transferred, the second opening and closing part 40 is opened to allow the fluid to be transferred to be moved to the outside from the transfer line 50 (the fluid to be transferred moves in the direction b) 1 opening and closing part 20 can be closed to prevent backward injection of the fluid to be transferred from the transfer line 50 to the container 60. [

이 때, 제1 개폐부(20) 및 제2 개폐부(40)가 체크밸브인 경우, 이송라인(50) 내에 각 체크밸브를 반대 방향으로 설치함으로써, 전술한 바와 같이 이송대상유체가 원하는 방향으로만 유출되도록 하는 제1 개폐부(20) 및 제2 개폐부(40)의 동작을 쉽게 구현할 수 있다.In this case, when the first opening and closing part 20 and the second opening and closing part 40 are check valves, by inserting the check valves in opposite directions in the transfer line 50, The operation of the first opening and closing part 20 and the second opening and closing part 40 for allowing the refrigerant to flow out can be easily implemented.

이와 같이, 본 유체 펌핑 시스템(1000)은 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)의 양단에 걸리는 전압을 반복해서 교번시킴으로써 이송대상유체에 흡입력과 배출력을 번갈아 가며 전달하되, 제1 개폐부(20) 및 제2 개폐부(40)를 통해 이송대상유체의 흐름을 허용하거나 제한함으로써, 이송대상유체를 지속적으로 이송시킬 수 있다.As described above, the fluid pumping system 1000 alternately transfers the suction force and the fold output to the fluid to be transferred by alternately repeating the voltage applied across both ends of the first electrode 13 and the second electrode 15, The fluid to be transported can be continuously transported by allowing or limiting the flow of the fluid to be transported through the opening and closing part 20 and the second opening and closing part 40. [

본 유체 펌핑 시스템(1000)은 제1 개폐부(20)와 제2 개폐부(40) 사이의 이송라인(50)에서 분기되어 전기삼투펌프(10)와 연결되어, 펌핑력을 이송라인(50)에 전달하는 펌핑라인(70)을 포함할 수 있다.This fluid pumping system 1000 is branched at the transfer line 50 between the first opening and closing part 20 and the second opening and closing part 40 and is connected to the electroosmotic pump 10 so that the pumping force is transferred to the transfer line 50 (Not shown).

펌핑라인(70)은 제1 개폐부(20)와 제2 개폐부(40) 사이의 이송라인(50)에서 분기되도록 구비됨으로써, 제1 개폐부(20) 측과 제2 개폐부(40) 측에 모두 펌핑력을 전달할 수 있다.The pumping line 70 is branched to the transfer line 50 between the first opening and closing part 20 and the second opening and closing part 40 so that the pumping line 70 is pumped to the first opening and closing part 20 side and the second opening and closing part 40 side, Power can be transmitted.

펌핑라인(70) 내에는 격리재(30)가 구비될 수 있다. 이를 통해, 전기삼투펌프(10)에 의해 발생되는 펌핑력을 이송대상유체에 전달할 수 있다.The pumping line 70 may be provided with an isolation material 30. Thus, the pumping force generated by the electroosmotic pump 10 can be transferred to the fluid to be transferred.

본 유체 펌핑 시스템(1000)은, 유체의 이동에 의한 격리재(30)의 이동 시, 격리재(30)의 이동 거리를 제한하도록 구비되는 스토퍼(80)를 포함할 수 있다.The fluid pumping system 1000 may include a stopper 80 provided to limit the movement distance of the isolation material 30 when the isolation material 30 moves due to fluid movement.

예를 들어, 스토퍼(80)는 전기삼투펌프(10)에 의해 발생되는 펌핑력으로 인해 격리재(30)가 펌핑라인(70)의 단부까지 이동되어 빠지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 스토퍼(80)는 격리재(30)가 이송대상유체로부터 미는 힘을 받아 전기삼투펌프(10)와 접촉되는 것을 방지할 수도 있다. For example, the stopper 80 can prevent the insulator 30 from being moved to the end of the pumping line 70 due to the pumping force generated by the electroosmotic pump 10, so that the insulator 30 can not escape. Further, the stopper 80 may prevent the insulating material 30 from being in contact with the electroosmotic pump 10 by receiving a pushing force from the fluid to be transported.

이 때, 스토퍼(80)는 격리재(30)의 양측에 각각 설치될 수 있다.At this time, the stoppers 80 may be provided on both sides of the isolator 30, respectively.

전기삼투펌프(10)측에 인접하게 설치된 스토퍼(80)는 격리재(30)가 전기삼투펌프(10)와 접촉되는 것을 방지할 수 있고, 이송라인(50)에 인접하게 설치된 스토퍼(80)는 격리재(30)가 펌핑라인(70)의 단부를 통해 빠지는 것을 방지할 수 있다.The stopper 80 provided adjacent to the electroosmotic pump 10 can prevent the isolator 30 from coming into contact with the electroosmotic pump 10 and the stopper 80 installed adjacent to the transfer line 50, Can prevent the isolation material 30 from falling through the end of the pumping line 70.

본 전기삼투펌프(10) 및 본 유체 펌핑 시스템(1000)은, 는 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)이 다공성 탄소로만 이루어지도록 하고, 다공성 탄소 자체의 전기화학 반응을 통해 펌핑력을 발생시킴으로써, 전극(13, 15)의 형성 시 다른 물질을 전착시키는 과정을 생략할 수 있다. 따라서, 보다 간단한 방법으로 전기삼투펌프(10)를 구현할 수 있다.The electroosmotic pump 10 and the present fluid pumping system 1000 are configured such that the first electrode 13 and the second electrode 15 are made of only porous carbon and the pumping force It is possible to omit the process of electrodepositing other substances when the electrodes 13 and 15 are formed. Therefore, the electroosmotic pump 10 can be implemented in a simpler manner.

또한, 본 전기삼투펌프(10) 및 본 유체 펌핑 시스템(1000)은, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)이 플라즈마 또는 산성용액 등을 통해 표면이 산화처리된 다공성 탄소로 이루어짐으로써, 보다 안정적이고 향상된 펌핑 성능을 가질 수 있다.The electroosmotic pump 10 and the present fluid pumping system 1000 are constructed such that the first electrode 13 and the second electrode 15 are made of porous carbon whose surface is oxidized through a plasma or an acidic solution , And more stable and improved pumping performance.

또한, 본 전기삼투펌프(10) 및 본 유체 펌핑 시스템(1000)은, 제1 전극(13)및 제2 전극(15)이 가역적인 전기화학 반응을 할 수 있는 다공성 탄소로 이루어짐으로써, 제1 전극(13) 및 제2 전극(15)에 전압을 반대 극성으로 걸어 전극반응이 역방향으로 일어나도록 하여, 정방향으로 유체를 흘릴 때 소모된 전극활성물질을 원래의 상태로 되돌릴 수 있다. 따라서, 본 전기삼투펌프(10) 및 본 유체 펌핑 시스템(1000)은, 전극(13, 15)의 크기 및 구성을 그대로 유지하면서 가스 발생 없이 다량의 유체를 장시간 이동시킬 수 있으므로, 긴 수명과 높은 활용도를 가질 수 있다.The electroosmotic pump 10 and the present fluid pumping system 1000 are made of porous carbon capable of reversibly electrochemically reacting with the first electrode 13 and the second electrode 15, The electrode 13 and the second electrode 15 are applied with the opposite polarity so that the electrode reaction occurs in the opposite direction so that the consumed electrode active material can be returned to its original state when flowing the fluid in the forward direction. Thus, the electroosmotic pump 10 and the present fluid pumping system 1000 can move a large amount of fluid for a long time without gas generation while maintaining the size and configuration of the electrodes 13 and 15, It can have utilization.

이하에서는, 다양한 실시예를 통해 본원에 의한 효과를 구체적으로 확인한다. 다만, 본원이 이하의 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically confirmed through various embodiments. However, the present invention is not limited by the following examples.

[실시예 1][Example 1]

멤브레인은 300 nm 크기의 실리카를 이용하여 만든 두께 2 mm, 지름 8 mm의 디스크 멤브레인을 사용하였고, 전극은 Spectracarb 사에서 구입한 2050A 카본 페이퍼(carbon paper)를 사용했는데, 이는 0.25 mm 두께에 0.5 g/cm3 의 밀도를 가지고 있다. The membrane used was a disk membrane with a thickness of 2 mm and a diameter of 8 mm made of silica having a size of 300 nm and a 2050A carbon paper obtained from Spectracarb Co., / cm < 3 & gt ;.

[실시예 2][Example 2]

실시예 2는 실시예 1의 카본 페이퍼를 에어 플라즈마(air plasma)로 10분 동안 산화시킨 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 수행되었다. Example 2 was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the carbon paper of Example 1 was oxidized with an air plasma for 10 minutes.

[실시예 3][Example 3]

실시예 3은 실시예 1의 카본 페이퍼를 95 % 황산과 60 % 질산을 1:1로 포함한 용액 내에서 60 ℃를 유지하며 6시간 동안 산화시킨 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건으로 수행되었다.Example 3 was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the carbon paper of Example 1 was oxidized for 6 hours while maintaining 60 ° C in a solution containing 95% sulfuric acid and 60% nitric acid in a ratio of 1: 1 .

[실시예 1, 2, 3에 대한 결과][Results for Examples 1, 2 and 3]

실시예 1, 2, 3을 각각 포함하는 전기삼투펌프의 양단에 1.5 V의 전압을 1분마다 교번하여 걸어주면, 전류응답 그래프는 각각 도 7, 도 8, 도 9의 (a)와 같다.When a voltage of 1.5 V is alternately applied to both ends of the electroosmotic pump including each of Embodiments 1, 2 and 3 every 1 minute, the graph of the current response is shown in Figs. 7, 8, and 9A, respectively.

먼저, 도 7을 참조하면, 카본 페이퍼를 어떠한 처리없이 그대로 전극으로 사용한 전기삼투펌프의 경우, 50 μA 이내의 전류가 흐르는 것을 확인할 수 있고, 유체가 이동되었다. 따라서, 다공성 탄소만으로 이루어진 전극을 통해, 다공성 탄소 자체의 전기화학 반응으로 유체가 이동될 수 있음을 알 수 있다.First, referring to FIG. 7, it can be confirmed that an electric osmotic pump using carbon paper as an electrode without any treatment has flow of less than 50 μA, and the fluid is moved. Therefore, it can be seen that the fluid can be moved through the electrochemical reaction of the porous carbon itself through the electrode made of only the porous carbon.

다음으로, 도 8을 참조하면, 에어 플라즈마로 표면 처리한 카본 페이퍼를 사용한 전기삼투펌프의 경우, 약 200 μA 의 전류가 흐르는 것을 확인할 수 있고, 유속이 2 μL/min였다. 즉, 다공성 탄소의 표면을 플라즈마로 처리한 경우, 다공성 탄소를 그대로 사용한 경우에 비해 펌핑 성능이 향상됨을 알 수 있다.Next, referring to FIG. 8, it can be seen that a current of about 200 μA flows in the case of the electroosmotic pump using the carbon paper surface-treated with air plasma, and the flow rate was 2 μL / min. That is, when the surface of the porous carbon is treated with plasma, the pumping performance is improved as compared with the case where the porous carbon is used as it is.

도 9를 참조하면, 60 % 질산과 95 % 황산을 부피비 1:1로 포함한 용액에서 60 ℃로 6시간 산화시킨 카본 페이퍼를 사용한 전기삼투펌프의 경우, 약 400 μA에 가까운 전류가 흐르는 것을 확인할 수 있고(도 9의 (a)), 유속은 14 μL/min임을 확인할 수 있다(도 9의 (b)). 즉, 표면을 산화반응시켜 산화종을 형성시킨 다공성 탄소로 이루어진 전극이 실시예 1, 2에 비해 뛰어난 펌프 성능을 가짐을 알 수 있다. Referring to FIG. 9, it can be seen that an electric osmotic pump using carbon paper oxidized at 60 ° C. for 6 hours in a solution containing 60% nitric acid and 95% sulfuric acid in a volume ratio of 1: 1 flows in a current of about 400 μA (FIG. 9A), and the flow rate is 14 μL / min (FIG. 9B). That is, it can be seen that the electrode made of the porous carbon in which oxidized species are formed by oxidizing the surface has excellent pump performance as compared with Examples 1 and 2.

한편, 실시예 3과 다른 조건으로, 질산/황산비, 온도, 가열시간 등을 바꾸며 카본 페이퍼를 산화시켰을 때의 펌프 유속 및 전류의 흐름을 비교한 결과는 아래의 표 1과 같다. 아래의 표 1에서, 60 % 질산과 95 % 황산을 사용하였다.On the other hand, the results of comparison of the flow rates of the pump and the current when the carbon paper is oxidized by changing the nitric acid / sulfuric acid ratio, the temperature, the heating time, and the like are shown in Table 1 below. In Table 1 below, 60% nitric acid and 95% sulfuric acid were used.

[표1][Table 1]

Figure 112013077994903-pat00001
Figure 112013077994903-pat00001

표 1을 참조하면, 산처리된 카본 페이퍼가 무처리 카본 페이퍼에 비해 뛰어난 펌프 성능을 가짐을 알 수 있었다. 또한, 카본 페이퍼를 산화시키는 조건에 따라 펌프 유속과 전류의 흐름이 달라짐을 알 수 있었다. 즉, 카본 페이퍼를 다양한 조건에서 산화시켜, 전극으로서의 성능을 향상시킬 수 있다. Referring to Table 1, it can be seen that acid-treated carbon paper has superior pump performance than untreated carbon paper. It was also found that the flow rate of the pump and the flow of the electric current vary depending on the condition of oxidizing the carbon paper. That is, the carbon paper can be oxidized under various conditions to improve the performance as an electrode.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

10: 전기삼투펌프 11: 멤브레인
13: 제1 전극 15: 제2 전극
17: 전원 공급부 19: 유체경로부
191: 제1 캡 193: 제2 캡
131: 제1 컨택 스트립 151: 제2 컨택 스트립
1000: 유체 펌핑 시스템 30: 격리재
50: 이송라인 70: 펌핑라인
20: 제1 개폐부 40: 제2 개폐부
80: 스토퍼 195: 튜브
60: 용기10: Electrolytic pump 11: Membrane
13: first electrode 15: second electrode
17: power supply part 19: fluid path part
191: first cap 193: second cap
131: first contact strip 151: second contact strip
1000: fluid pumping system 30:
50: transfer line 70: pumping line
20: first opening and closing part 40: second opening and closing part
80: stopper 195: tube
60: container

Claims (22)

전기삼투펌프에 있어서,
유체의 이동을 허용하는 멤브레인; 및
상기 멤브레인의 양측에 각각 마련되고, 유체의 이동을 허용하도록 다공성 재질 또는 구조로 형성되는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하되,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 산화반응에 의해 표면에 산화종이 존재하도록 산화처리된 다공성 탄소로만 이루어지고,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 전기화학 반응은 상기 다공성 탄소 자체의 전기화학 반응을 통해 일어나는 것인, 전기삼투펌프.In an electroosmotic pump,
A membrane that allows movement of the fluid; And
A first electrode and a second electrode provided on both sides of the membrane, the first electrode and the second electrode being made of a porous material or structure to allow movement of the fluid,
Wherein the first electrode and the second electrode are made of only oxidized porous carbon so that oxidized species are present on the surface by an oxidation reaction,
Wherein the electrochemical reaction of the first electrode and the second electrode occurs through an electrochemical reaction of the porous carbon itself. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 산화반응은 플라즈마(plasma) 처리를 통해 발생되는 것인, 전기삼투펌프. The method according to claim 1,
Wherein the oxidation reaction is generated through a plasma treatment. 제 1 항에 있어서,
상기 산화반응은 산성용액을 이용한 처리를 통해 발생되는 것인, 전기삼투펌프.The method according to claim 1,
Wherein the oxidation reaction occurs through treatment with an acidic solution. 제 4 항에 있어서,
상기 산성용액은 질산 및 황산 중 하나 이상이 포함된 것인, 전기삼투펌프.5. The method of claim 4,
Wherein the acidic solution comprises at least one of nitric acid and sulfuric acid. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다공성 탄소는 가역적인 전기화학 반응을 일으키는 것인, 전기삼투펌프.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the porous carbon causes a reversible electrochemical reaction. 제 6 항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에 전압의 극성을 교번하여 공급함으로써 정방향 및 역방향의 상기 전기화학 반응이 반복해서 일어나도록 하여, 상기 유체의 반복적인 왕복 이동에 의해 펌핑력을 발생시키는 것인, 전기삼투펌프.The method according to claim 6,
Wherein a polarity of a voltage is alternately supplied to each of the first electrode and the second electrode so that positive and negative electrochemical reactions occur repeatedly to generate a pumping force by repetitive reciprocal movement of the fluid , Electro-osmosis pump. 제 7 항에 있어서,
반복적인 정방향 및 역방향의 상기 전기화학 반응에 의해, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각은 소모 및 재생이 반복되는 것인, 전기삼투펌프.8. The method of claim 7,
Wherein said first electrode and said second electrode are repeatedly consumed and regenerated by said electrochemical reaction in repetitive forward and reverse directions. 제 7 항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전압의 극성을 교번하여 공급하는 전원 공급부를 더 포함하는, 전기삼투펌프.8. The method of claim 7,
Further comprising a power supply for alternately supplying a polarity of a voltage to the first electrode and the second electrode. 제 9 항에 있어서,
상기 전원 공급부는,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에 직류 전압을 공급하는 직류공급장치; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에 공급되는 상기 직류 전압의 극성을 설정된 시간마다 교번하여 전환시키는 전압방향 전환장치를 포함하는 것인, 전기삼투펌프.10. The method of claim 9,
The power supply unit,
A DC supply device for supplying DC voltage to each of the first electrode and the second electrode; And
And a voltage direction switching device for alternately switching the polarity of the DC voltage supplied to each of the first electrode and the second electrode at every predetermined time. 제 1 항에 있어서,
상기 다공성 탄소의 전기화학 반응은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 전하균형이 맞추어지는 방향으로 양이온이 이동됨으로써 일어나는 것인, 전기삼투펌프.The method according to claim 1,
Wherein the electrochemical reaction of the porous carbon occurs by moving the positive ions in a direction in which the charge balance of the first electrode and the second electrode is matched. 제 11 항에 있어서,
상기 양이온은 수소 이온(H+)을 포함하는 것인, 전기삼투펌프.12. The method of claim 11,
Wherein the cation comprises a hydrogen ion (H & lt ; + & gt ; ). 유체 펌핑 시스템에 있어서,
제 1 항에 따른 전기삼투펌프; 및
상기 전기삼투펌프의 적어도 일단에 설치되어 상기 유체와 이송대상유체를 분리하는 격리재를 포함하는, 유체 펌핑 시스템.In a fluid pumping system,
An electroosmotic pump according to claim 1; And
And an isolator disposed on at least one end of the electroosmotic pump to separate the fluid from the fluid to be transferred. 제 13 항에 있어서,
상기 다공성 탄소는 가역적인 전기화학 반응을 일으키는 것인, 유체 펌핑 시스템.14. The method of claim 13,
Wherein the porous carbon causes a reversible electrochemical reaction. 제 14 항에 있어서,
상기 전기삼투펌프는,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각에 전압의 극성을 교번하여 공급함으로써 정방향 및 역방향의 상기 전기화학 반응이 반복해서 일어나도록 하여, 상기 유체의 반복적인 왕복 이동에 의해 펌핑력을 발생시키는 것인, 유체 펌핑 시스템.15. The method of claim 14,
The electroosmotic pump comprises:
Wherein a polarity of a voltage is alternately supplied to each of the first electrode and the second electrode so that positive and negative electrochemical reactions occur repeatedly to generate a pumping force by repetitive reciprocal movement of the fluid , Fluid pumping system. 제 15 항에 있어서,
반복적인 정방향 및 역방향의 상기 전기화학 반응에 의해, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 각각은 소모 및 재생이 반복되는 것인, 유체 펌핑 시스템.16. The method of claim 15,
Wherein said first electrode and said second electrode are repeatedly consumed and regenerated by said electrochemical reaction in repetitive forward and reverse directions. 제 15 항에 있어서,
상기 전기삼투펌프는, 상기 격리재를 통해 상기 이송대상유체에 흡입력과 배출력을 반복적으로 전달하여 상기 펌핑력을 발생시키는 것인, 유체 펌핑 시스템.16. The method of claim 15,
Wherein the electroosmotic pump repeatedly transmits a suction force and a discharge power to the fluid to be transferred through the isolator to generate the pumping force. 제 17 항에 있어서,
상기 전기삼투펌프로부터의 상기 펌핑력을 전달받아 상기 이송대상유체를 이송시키기 위한 경로를 제공하는 이송라인을 더 포함하는, 유체 펌핑 시스템.18. The method of claim 17,
Further comprising a transfer line for receiving the pumping force from the electroosmotic pump to provide a path for transferring the fluid to be transferred. 제 18 항에 있어서,
상기 이송라인의 양단에 구비되어 상기 이송대상유체의 흐름을 허용하거나 제한하도록 개폐되는 제1 개폐부 및 제2 개폐부; 및
상기 제1 개폐부와 상기 제2 개폐부 사이의 상기 이송라인에서 분기되어 상기 전기삼투펌프와 연결되어, 상기 펌핑력을 상기 이송라인에 전달하는 펌핑라인을 더 포함하는, 유체 펌핑 시스템.19. The method of claim 18,
A first opening and closing part and a second opening and closing part provided at both ends of the transfer line and opened or closed to permit or restrict the flow of the fluid to be transferred; And
Further comprising a pumping line that branches at the transfer line between the first opening and closing part and the second opening and closing part and is connected to the electroosmotic pump and transfers the pumping force to the transfer line. 제 19 항에 있어서,
상기 제1 개폐부 및 상기 제2 개폐부의 개폐는 상호 반대로 작용하도록 구비되는 것인, 유체 펌핑 시스템.20. The method of claim 19,
And the opening and closing of the first opening and closing part and the opening and closing part of the second opening and closing part are provided so as to oppose each other. 제 20 항에 있어서,
상기 이송대상유체에 상기 흡입력이 전달되면, 상기 제1 개폐부는 열리고, 상기 제2 개폐부는 닫히는 것인, 유체 펌핑 시스템.21. The method of claim 20,
Wherein when the suction force is transmitted to the fluid to be conveyed, the first opening and closing part is opened and the second opening and closing part is closed. 제 20 항에 있어서,
상기 이송대상유체에 상기 배출력이 전달되면, 상기 제1 개폐부는 닫히고, 상기 제2 개폐부는 열리는 것인, 유체 펌핑 시스템.21. The method of claim 20,
Wherein when the delivery output is transmitted to the fluid to be conveyed, the first opening and closing part is closed and the second opening and closing part is opened.
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