KR101635129B1 - Method of hydrogen generation using solid-state chemical hydride - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법에 관한 것으로, 수소 발생기 내부에 고체 상태의 화학수소화물을 저장하는 단계, 화학수소화물이 저장된 수소 발생기 내부에 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 공급하는 단계 및 화학수소화물과 탄산수소나트륨을 반응시켜 수소를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 수소 발생기 내부에 고체 상태의 화학수소화물을 저장하고, 연료전지 구동이 필요할 때 탄산수소나트륨 수용액을 공급하여 고체상태의 화학수소화물을 직접 분해하여 수소를 발생시키는 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a method of generating hydrogen using solid chemical hydrides, comprising the steps of storing a solid state chemical hydride in a hydrogen generator, supplying sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) to a hydrogen generator in which a chemical hydride is stored And a step of reacting the chemical hydride and sodium hydrogen carbonate to generate hydrogen. The present invention relates to a method for producing hydrogen gas by using a solid chemical hydride which stores a solid state chemical hydride in a hydrogen generator and directly supplies a sodium bicarbonate aqueous solution when the fuel cell is driven to generate hydrogen by directly decomposing the solid chemical hydride And a method for generating hydrogen.

Description

고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법{METHOD OF HYDROGEN GENERATION USING SOLID-STATE CHEMICAL HYDRIDE}METHOD OF HYDROGEN GENERATION USING SOLID-STATE CHEMICAL HYDRIDE BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지 구동에 필요한 수소를 고체 상태의 화학수소화물과 탄산수소나트륨 수용액을 이용하여 발생시키는 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for generating hydrogen using solid chemical hydrides, and more particularly, to a method for producing hydrogen using solid chemical hydrides, And a method of generating the same.

1839년 처음 그로브 전지가 소개가 된 이후로 연료전지의 효율성에 대해서 많은 논의가 있었고 특히 항공·우주 분야에 차세대 연료로 부각을 받지만 풍부한 인프라를 가진 화석연료에 밀렸다가 최근 환경 문제와 화석연료의 고갈 문제가 수면 위로 올라와서 연료 전지가 재조명을 받게 되었다. 연료 전지의 경우 여러 가지로 사용되고 있는데 주로 군사 목적과 탐사 목적으로 사용된다. 실례로 걸프전이나 아프가니스탄 전에서 운용되어 유용하게 사용되었다. 무인 항공기의 경우 배터리를 사용하지만 그 운용 시간은 약 90분 정도로 짧다. 군사 작전 시에는 운용 가능 시간이 늘어나면 날수록 운용방법이 다양하고 전술 작전 시에 다양한 활용이 가능하다. 하지만 군사 작전이나 기타 관측을 할 때 기체가 가지는 운용 시간이 늘어날수록 군사작전에 용이하다. 국내에서도 연료전지와 항공기의 시스템 통합에 대한 연구가 이루어지고 있으며 이를 위해 연료전지 효율을 높이기 위한 실험으로 MEA와 개질기 및 B.O.P에 대한 연구가 진행되고 있다.Since the introduction of the first robotic cell in 1839, there has been much debate about the efficiency of the fuel cell, especially in the aerospace sector, which has been highlighted as a next-generation fuel, but recently abandoned by fossil fuels with abundant infrastructure, The problem of depletion came on the surface of the water, and the fuel cell was re-examined. Fuel cells are used in various ways, mainly for military purposes and for exploration purposes. For example, it was used in the Gulf War and Afghanistan War and was useful. Unmanned aerial vehicles use batteries but their operating time is as short as 90 minutes. In the case of military operations, as the operational time increases, the operational methods vary, and various applications are possible during tactical operations. However, as military operations and other observations increase the operating time of the gas, it is easier for military operations. In Korea, studies on the integration of fuel cell and aircraft systems have been conducted. For this purpose, studies on MEA, reformer, and B.O.P have been carried out to increase fuel cell efficiency.

연료전지는 PAFC(인산형 연료전지), SOFC(고체산화물 연료전지), MCFC(용융탄산염 연료전지), PEMFC(양자교환막 연료전지), DMFC(직접 메탄올 연료전지), DEFC(직접 에탄올 연료전지)가 있으며 20세기 중반에 개발된 AFC(알칼리형 연료전지)가 있다. 이들 연료전지는 각각의 수소 생산방식에만 차이가 있지만 비슷한 방법으로 전자 교환 방식으로 맴브레인을 사용하여 수소와 반응시켜서 전류를 흐르게 만들어 에너지를 생산해 낸다. 또 수소 생산 방식에는 고체 수소화붕소나트륨를 직접적으로 가수분해를 하여 생산하는 방식, 증기를 사용하여 분해하는 방식, 촉매를 사용하는 방법 등이 있다. 이중에서, 촉매를 이용하는 경우 일반적으로 염산과 같은 강산을 사용하기 때문에 연료의 불안정성, 시스템의 부식이 생길 수밖에 없다. 그로 인한 잦은 고장이 생길 수밖에 없기 때문에 유지/보수를 해야 하는 문제점 있다.Fuel cells include PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell), SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell), PEMFC (Direct Methanol Fuel Cell), DEFC (Direct Ethanol Fuel Cell) And an AFC (alkaline fuel cell) developed in the mid-20th century. These fuel cells differ only in their hydrogen production methods, but in a similar manner, electrons are exchanged using a membrane to react with hydrogen to generate electric current. The hydrogen production method includes a method of directly producing sodium borohydride by hydrolysis, a method of decomposing using steam, and a method of using a catalyst. Among them, when a catalyst is used, strong acid such as hydrochloric acid is generally used, which causes instability of the fuel and corrosion of the system. There is a problem in that maintenance / repair is required because frequent breakdown due to the breakdown occurs.

이와 관련하여, 한국등록특허 제844409호는 "연료개질 시스템 및 그 제조방법과 연료전지 시스템"을 개시하고 있다.In this connection, Korean Patent No. 844409 discloses "fuel reforming system, its manufacturing method and fuel cell system ".

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수소 발생기 내부에 고체 상태의 화학수소화물을 저장하고, 연료전지 구동이 필요할 때 탄산수소나트륨 수용액을 공급하여 고체상태의 화학수소화물을 직접 분해하여 수소를 발생시키는 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a hydrogen generator in which a solid state chemical hydride is stored inside a hydrogen generator, The present invention also provides a method for producing hydrogen using a solid chemical hydride.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법은 수소 발생기 내부에 고체 상태의 화학수소화물을 저장하는 단계와, 상기 화학수소화물이 저장된 상기 수소 발생기 내부에 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 공급하는 단계 및 상기 화학수소화물과 상기 탄산수소나트륨을 반응시켜 수소를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of generating hydrogen using solid chemical hydrides, comprising: storing a solid state chemical hydride in a hydrogen generator; (NaHCO3) to the solution, and reacting the chemical hydride with the sodium hydrogencarbonate to generate hydrogen.

또한, 상기 화학수소화물은 수소화붕소나트륨(NaBH4)일 수 있다.In addition, the chemical hydride may be sodium borohydride (NaBH 4 ).

또한, 상기 화학수소화물이 저장된 상기 수소 발생기 내부에 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 공급하는 단계에서, 상기 탄산수소나트륨은 탄산수소나트륨 수용액 형태로 공급될 수 있다.In addition, in the step of supplying sodium bicarbonate (NaHCO3) into the hydrogen generator in which the chemical hydride is stored, the sodium hydrogen carbonate may be supplied in the form of an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate.

또한, 상기 화학수소화물이 저장된 상기 수소 발생기 내부에 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 공급하는 단계에서, 상기 탄산수소나트륨은 실린지 펌프(syringe pump)를 통해 공급되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step of supplying sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) into the hydrogen generator in which the chemical hydride is stored, the sodium hydrogen carbonate is supplied through a syringe pump.

또한, 상기 화학수소화물이 저장된 상기 수소 발생기 내부에 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 공급하는 단계에서, 상기 탄산수소나트륨의 수용액의 농도는 8%이상 9%이하일 수 있다.In addition, in the step of supplying sodium hydrogencarbonate (NaHCO 3 ) into the hydrogen generator in which the chemical hydride is stored, the concentration of the sodium hydrogen carbonate aqueous solution may be 8% or more and 9% or less.

또한, 상기 화학수소화물과 상기 탄산수소나트륨 수용액의 질량비는 1:6일 수 있다.In addition, the mass ratio of the chemical hydride and the aqueous sodium hydrogencarbonate solution may be 1: 6.

또한, 상기 탄산수소낱륨 수용액의 공급 속도는 20ml/h일 수 있다.The feeding rate of the aqueous solution of the aqueous solution of the hydrogen carbonate may be 20 ml / h.

또한, 상기 화학수소화물과 상기 탄산수소나트륨을 반응시켜 수소를 발생시키는 단계에서, 상기 수소 발생기의 초기 온도는 60℃일 수 있다.In addition, in the step of generating hydrogen by reacting the chemical hydride with the sodium hydrogencarbonate, the initial temperature of the hydrogen generator may be 60 ° C.

또한, 상기 화학수소화물과 상기 탄산수소나트륨을 반응시켜 수소를 발생시키는 단계 이후에, 상기 화학수소화물과 상기 탄산수소나트륨 반응시 발생되는 수증기를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The method may further include the step of removing water vapor generated during the sodium hydrogen carbonate reaction with the chemical hydride after the step of reacting the chemical hydride with the sodium hydrogen carbonate to generate hydrogen.

또한, 상기 수소 발생기에 발생되는 수증기는 워터 트랩(water trap)을 통해 제거될 수 있다.In addition, the water vapor generated in the hydrogen generator may be removed through a water trap.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법은 수소 발생기 내부에 고체 상태의 화학수소화물을 저장하고, 연료전지 구동이 필요할 때 탄산수소나트륨 수용액을 공급하여 고체상태의 화학수소화물을 직접 분해함으로써, 안정적으로 수소를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.The method of generating hydrogen using solid chemical hydrides according to the present invention having the above-described structure comprises the steps of storing a solid state chemical hydride in a hydrogen generator and supplying an aqueous solution of sodium bicarbonate when the fuel cell is required to operate, By directly decomposing the chemical hydride, it is possible to stably generate hydrogen.

도 1은 본 발명에 따른 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법의 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에서 탄산수소나트륨 수용액의 농도에 따른 수소 발생량을 비교하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에서 탄산수소나트륨 수용액과 고체 화학수소화물의 비에 따른 수소 발생량을 비교하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도에 따른 수소 발생량을 비교하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에서 반응 온도의 변화에 따른 수소 발생량을 비교하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에서 탄산수소나트륨 수용액을 사용하여 고체 화학수소화물을 분해할 때 발생하는 활성화 에너지를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a procedure of a hydrogen generating method using a solid chemical hydride according to the present invention.
2 is a graph for comparing the amount of hydrogen generated according to the concentration of an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate in the present invention.
FIG. 3 is a graph for comparing the amount of hydrogen generated according to the ratio of the aqueous solution of sodium hydrogencarbonate to the solid chemical hydride in the present invention.
4 is a graph for comparing the amount of hydrogen generated according to the feed rate of an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate in the present invention.
5 is a graph for comparing the amount of hydrogen generated according to the change of the reaction temperature in the present invention.
6 is a view for explaining activation energies generated when a solid chemical hydride is decomposed using an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate in the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . First, in adding reference numerals to the constituents of the drawings, it is to be noted that the same constituents are denoted by the same reference symbols as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of generating hydrogen using solid chemical hydrides according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법의 순서를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a procedure of a hydrogen generating method using a solid chemical hydride according to the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 먼저, 연료전지 구동에 필요한 수소를 발생시키기 위해, 수소 발생기 내부에 고체 상태의 화학수소화물을 저장한다. (S100) 이때, 고체 상태의 화학수소화물은 수소화붕소나트륨일 수 있다. Referring to FIG. 1, first, in order to generate hydrogen necessary for fuel cell operation, a solid chemical hydride is stored in the hydrogen generator. (S100) At this time, the solid state chemical hydride may be sodium borohydride.

다음, 화학수소화물이 저장된 상기 수소 발생기 내부에 탄산수소나트륨을 공급한다. (S200) 여기서 공급되는 탄산수소나트륨은 수용액 형태로 공급될 수 있다.Next, sodium hydrogencarbonate is supplied to the inside of the hydrogen generator where the chemical hydride is stored. (S200) The sodium hydrogencarbonate supplied here can be supplied in the form of an aqueous solution.

S200 단계에서 공급되는 탄산수소나트륨의 양을 일정하게 하기 위해서, 펌프를 통해 탄산수소나트륨을 공급할 수 있다. S200 단계에서 탄산수소나트륨은 실린지 펌프를 통해 공급될 수 있다.Sodium bicarbonate can be supplied through the pump in order to keep the amount of sodium hydrogencarbonate supplied in step S200 constant. In step S200 sodium bicarbonate may be supplied via a syringe pump.

다음, 화학수소화물과 탄산수소나트륨을 반응시켜 수소를 발생시킨다. (S300) S300 단계에서 고체의 화학수소화물은 탄산수소나트륨에 의해 직접 분해된다.Next, a chemical hydride is reacted with sodium hydrogencarbonate to generate hydrogen. (S300) In step S300, the solid chemical hydride is directly decomposed by sodium hydrogencarbonate.

다음, 화학수소화물과 탄산수소나트륨 반응 시 발생되는 수증기를 제거한다(S400) S400 단계에서 수소 발생기에 발생되는 수증기는 워터 트랩을 통해 제거될 수 있다. 수소 발생기에서 발생되는 수증기가 워터 트랩에 의해 제거되어 이후 질량유량 계량기(MFM)의 유량 측정에 오차를 최소화할 수 있다.Next, the water vapor generated in the reaction of the chemical hydride and the sodium hydrogencarbonate is removed (S400). In the step S400, the water vapor generated in the hydrogen generator may be removed through the water trap. Water vapor generated in the hydrogen generator is removed by the water trap, which can minimize errors in the flow measurement of the mass flowmeter (MFM).

이와 같이 본 발명은 탄산수소나트륨을 이용하여 수소화붕소나트륨의 수소를 분해하여 연료전지 구동에 필요한 수소를 발생시켰다. 이렇게 탄산수소나트륨을 이용한 수소분해 성능을 확인하기 위해서 아래의 설명될 도면에서와 같이 탄산수소나트륨 수용액의 농도, 공급 속도, 수소화붕소나트륨과 질량비 그리고 반응 온도에 따라서 성능 시험을 수행하였다.As described above, the present invention decomposes hydrogen of sodium borohydride using sodium hydrogencarbonate to generate hydrogen necessary for driving the fuel cell. In order to confirm the hydrogen decomposition performance using sodium bicarbonate, a performance test was performed according to the concentration of sodium hydrogencarbonate aqueous solution, the feed rate, the sodium borohydride and the mass ratio, and the reaction temperature as shown in the following drawings.

간략하게 설명하면, 수소의 생산 성능은 탄산수소나트륨의 농도가 높을수록 좋았다. 또한, 탄산수소나트륨의 공급 속도와 관련해서는, 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도가 10ml/h일 때는 수소 발생량이 매우 낮았다. 반면, 20ml/h으로 탄산수소나트륨 수용액을 공급했을 때는 10mL/L와 비교하면 수소 생성 수율이 약 2배 정도 증가하였다. 반면, 탄산수소나트륨의 공급 속도가 20ml/h를 초과했을 때는 탄산수소나트륨의 공급 속도가 20ml/h일 때와 큰 차이를 보이지 않았다. 가수분해는 화학 반응이기 때문에 온도가 높을수록 수소 분해 반응이 빨리 나타났지만 온도가 높을수록 에너지 낭비가 심하여 초기 반응 피드백을 높이는데 초기 반응 온도가 50℃일 때 가장 효율적인 것으로 판단됐다. 이에 따른 값으로 아레니우스 식으로 활성화 에너지를 측정하였다. 활성화 에너지는 평범한 가수 분해에서는 -300kJ /molㆍK이고 촉매를 사용하였을 경우에는 -217kJ/molㆍK이다. 하지만 탄산수소나트륨을 수용액으로 만든 후 가수분해를 하면 -0.233kJ/molㆍK으로 매우 낮은 활성화 에너지를 가지게 된다. 이는 매우 많은 활용성을 가질 수 있다고 볼 수 있다.Briefly, the higher the concentration of sodium hydrogencarbonate, the better the production performance of hydrogen. Regarding the feeding rate of sodium hydrogencarbonate, the amount of hydrogen generation was very low when the feed rate of the aqueous sodium hydrogencarbonate solution was 10 ml / h. On the other hand, when the aqueous sodium hydrogencarbonate solution was supplied at 20 ml / h, the yield of hydrogen production was increased about 2 times as compared with 10 mL / L. On the other hand, when the feed rate of sodium hydrogencarbonate exceeds 20 ml / h, the feeding rate of sodium hydrogencarbonate was not different from 20 ml / h. Because hydrolysis is a chemical reaction, the higher the temperature, the faster the hydrogen decomposition reaction. However, the higher the temperature, the more energy waste is generated and the initial reaction feedback is increased. The activation energy was measured with an Arrhenius equation. The activation energy is -300 kJ / mol K for ordinary hydrolysis and -217 kJ / mol K for catalyst. However, hydrolysis of sodium bicarbonate as an aqueous solution results in a very low activation energy of -0.233 kJ / mol · K. It can be seen that it can be very useful.

도 2는 본 발명에서 탄산수소나트륨 수용액의 농도에 따른 수소 발생량을 비교하기 위한 도면이다.2 is a graph for comparing the amount of hydrogen generated according to the concentration of an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate in the present invention.

도 2를 참조하여 설명하면, 탄산수소나트륨 수용액의 농도(퍼센트농도, 질량백분률)에 따른 수소 발생량을 알아보기 위해, 일정한 양(1g)의 수소화붕소나트륨에 4%, 5% 6%, 7%, 8%의 탄산수소나트륨 수용액을 공급하였다. 이때 탄산수소나트륨 수용액은 20ml/h의 속도로 공급하였다.2, in order to examine the amount of generated hydrogen according to the concentration (percent concentration, mass percentage) of the aqueous solution of sodium hydrogencarbonate, 4%, 5%, 6%, and 7% were added to a constant amount (1 g) of sodium borohydride. %, 8% aqueous sodium hydrogencarbonate solution. At this time, an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate was supplied at a rate of 20 ml / h.

이론적 표준 반응을 확인해 보면 수소화붕소나트륨 1g이 완전 반응하여 생성되는 수소 양은 2370ml이다. 이 실험에서 6%의 농도를 가진 탄산수소나트륨 수용액과 수소화붕소나트륨를 반응시켜보면 약 1600ml가 생성됨을 알 수 있었다. 그때 수소 발생 수율은 67.5%였다. When the theoretical standard reaction is checked, the amount of hydrogen produced by complete reaction of 1 g of sodium borohydride is 2370 ml. In this experiment, it was found that about 1600 ml was produced by reacting sodium bicarbonate aqueous solution having a concentration of 6% with sodium borohydride. At that time, the yield of hydrogen generation was 67.5%.

탄산수소나트륨 수용액의 농도가 증가될수록 수소의 발생량이 증가하기 때문에 연료효율이 더 높아질 수 있다. 연료효율이 증가되면 동일한 양의 수소화붕소나트륨을 사용하더라도 연료전지를 더 오래 사용할 수 있다.As the concentration of aqueous sodium hydrogencarbonate solution increases, the amount of hydrogen generated increases, so the fuel efficiency can be higher. As the fuel efficiency increases, the fuel cell can be used even longer with the same amount of sodium borohydride.

도면에 도시되지는 않았으나, 탄산수소나트륨 수용액의 농도가 9%가 초과되는 경우, 수소 발생기 내부에 공급된 탄산수소나트륨 수용액으로부터 침천물이 발생하게 된다. 이러한 침전물은 탄산수소나트륨 수용액과 화학수소화물의 반응을 방해하여 오히려 수소 발생량이 감소하는 결과를 가져오게 된다. Although not shown in the figure, when the concentration of the aqueous solution of sodium hydrogencarbonate exceeds 9%, sediment is generated from the aqueous solution of sodium hydrogencarbonate supplied into the hydrogen generator. These precipitates interfere with the reaction of aqueous sodium hydrogencarbonate solution and the chemical hydride, resulting in a reduction in the amount of hydrogen generation.

결국, 본 발명에 따른 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법은 상기 화학수소화물이 저장된 수소 발생기 내부에 8%이상 9%이하의 농도를 가지는 탄산수소나트륨 수용액을 공급할 수 있다. As a result, the method of generating hydrogen using solid chemical hydrides according to the present invention can supply an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate having a concentration of 8% or more and 9% or less in the hydrogen generator in which the chemical hydride is stored.

도 3은 본 발명에서 탄산수소나트륨 수용액과 고체 화학수소화물의 비에 따른 수소 발생량을 비교하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a graph for comparing the amount of hydrogen generated according to the ratio of the aqueous solution of sodium hydrogencarbonate to the solid chemical hydride in the present invention.

도 3을 참고하여 설명하면, 탄산수소나트륨 수용액의 양에 따른 수소 발생량을 알아보기 위해 탄산수소나트륨 수용액의 공급량을 변화시켜보았다. 즉, 수소화붕소나트륨과 탄산수소나트륨 수용액의 질량비에 따른 수소 발생량을 검토하였다. 조건은 탄산수소나트륨 수용액의 농도는 6%, 공급 속도는 20ml/h로 설정하였다. 수소화붕소나트륨의 양 역시 일정하게 유지하였다.Referring to FIG. 3, in order to examine the amount of hydrogen generated according to the amount of the aqueous sodium hydrogencarbonate solution, the supply amount of the aqueous sodium hydrogencarbonate solution was varied. That is, the amount of hydrogen generated by the mass ratio of sodium borohydride and aqueous sodium hydrogencarbonate solution was examined. The conditions were as follows: the concentration of aqueous solution of sodium hydrogencarbonate was set at 6% and the feeding rate was set at 20 ml / h. The amount of sodium borohydride was also kept constant.

도면에 도시된 바와 같이 수소화붕소나트륨과 탄산수소나트륨 수용액의 질량비가 1:1인 경우 수소의 발생이 제대로 이루어지지 않았고 또 반응 시간 또한 많이 지연 되었다. As shown in the figure, when the mass ratio of sodium borohydride and aqueous sodium hydrogen carbonate solution was 1: 1, hydrogen was not generated properly and reaction time was also delayed.

수소화붕소나트륨과 탄산수소나트륨 수용액의 질량비가 1:1에서 1:5로 증가하면, 그래프의 기울기가 일정하게 늘어났다. 다만, 같은 시간 동안 공급되는 탄산수소나트륨 수용액의 양을 늘리다 보니 수용액이 전부 공급되지 않았는데도 불구하고 반응열이 식기 시작하면서 반응이 줄기 시작했다. When the mass ratio of sodium borohydride and sodium hydrogencarbonate solution was increased from 1: 1 to 1: 5, the slope of the graph was constantly increased. However, as we increased the amount of aqueous sodium bicarbonate solution supplied during the same time, the reaction began to decrease as the reaction heat started to cool down even though the aqueous solution was not completely supplied.

도면에 도시된 바와 같이, 수소화붕소나트륨과 탄산수소나트륨 수용액의 질량비가 1:6일 때, 수소 발생량이 최대가 된다. 반면, 수소화붕소나트륨과 탄산수소나트륨 수용액의 질량비가 1:7비에서는 오히려 수소의 발생량이 감소하였다. 따라서 수소화붕소나트륨과 탄산수소나트륨 수용액의 질량비가 1:6 일 때 수요 발생량이 제일 많았고, 반응 시간도 적절했다.As shown in the figure, when the mass ratio of sodium borohydride to sodium hydrogencarbonate solution is 1: 6, the amount of hydrogen generation is maximized. On the other hand, when the mass ratio of sodium borohydride to aqueous sodium hydrogencarbonate solution was 1: 7, the amount of generated hydrogen decreased. Therefore, when the mass ratio of sodium borohydride to sodium hydrogencarbonate solution was 1: 6, the amount of demand was the largest, and the reaction time was also appropriate.

결국, 본 발명에 따른 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법은 화학수소화물이 저장된 수소 발생기 내부에 수소화붕소나트륨의 질량에 비해 6배 질량의 탄산수소나트륨 수용액을 주입할 수 있다.As a result, the hydrogen generating method using the solid chemical hydride according to the present invention can inject an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate having a mass of 6 times the mass of the sodium borohydride in the hydrogen generator in which the chemical hydride is stored.

도 4는 본 발명에서 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도에 따른 수소 발생량 및 반응 속도를 비교하기 위한 도면이다.4 is a graph for comparing the amount of generated hydrogen and the reaction rate according to the feed rate of an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate in the present invention.

도 4를 참조하여 설명하면, 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도에 따른 수소 발생량을 알아보기 위해, 동일한 농도 및 동일한 양의 탄산수소나트륨을 각각 10, 20, 30, 40ml/h의 속도로 공급하였다. 조건은 1g의 수소화붕소나트륨에 6%의 탄산수소나트륨 6g을 각각 10, 20, 30, 40ml/h의 속도로 공급하였다. 이에 대한 결과를 도 3에 정리하였다.Referring to FIG. 4, sodium hydrogencarbonate of the same concentration and the same amount was supplied at a rate of 10, 20, 30, and 40 ml / h, respectively, in order to examine the amount of hydrogen generation according to the supply rate of the aqueous solution of sodium hydrogencarbonate. The conditions were 1 g of sodium borohydride and 6 g of 6% sodium bicarbonate at a rate of 10, 20, 30 and 40 ml / h, respectively. The results are summarized in FIG.

결과에서 볼 수 있듯이 탄산수소나트륨의 공급 속도에 따라서 반응 속도와 수소의 발생량이 변화하였다. As can be seen from the results, the rate of reaction and the amount of hydrogen generation varied with the feed rate of sodium hydrogencarbonate.

탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도가 10ml/h일 때는 반응시간이 2500초(약42분)으로 매우 긴 시간을 보였지만, 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도가 20ml/h의 이상 일 때는 1200초(약20분)정도로 반응시간이 절반 정도로 감소되었다. When the feed rate of the aqueous solution of sodium hydrogencarbonate was 10 ml / h, the reaction time was extremely long as 2500 seconds (about 42 minutes). However, when the feed rate of the aqueous sodium hydrogencarbonate solution was 20 ml / Min), the reaction time was reduced to about half.

또한, 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도가 20ml/h일때는 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도가 10ml/h일때보다 약 200ml 정도 증가하였다. When the feed rate of the aqueous sodium hydrogencarbonate solution was 20 ml / h, the feed rate of the aqueous sodium hydrogencarbonate solution was increased by about 200 ml from 10 ml / h.

결국, 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도가 10ml/h일 때는 시스템으로 수소를 생산할 시에 급속도로 발생하는 수소를 억제하여 장기간 사용을 할 수 있게 하지만 느린 반응 속도와 수소의 발생량이 적기 때문에 연료전지 시스템에 적용하기는 어려울 것으로 판단된다. 반면, 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도가 20ml/h이상 일 때는 반응 속도의 차이가 거의 없고 수소 생산량도 비슷하기 때문에 굳이 더 빠른 속도를 채택할 필요는 없을 것이라고 생각된다. 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도를 빠르게 할수록 펌프의 가동에 더 많은 에너지가 소모되기 때문이다. 즉, 따라서 탄산수소나트륨 공급 속도가 20ml/h일 때 수소 발생량 및 반응 속도가 적절하고, 별도로 소모되는 에너지 역시 적절한 수준으로 유지할 수 있다.As a result, when the supply rate of the aqueous solution of sodium hydrogencarbonate is 10 ml / h, the hydrogen generated at the time of producing hydrogen in the system can be suppressed so that the system can be used for a long period of time. However, It is difficult to apply the On the other hand, when the feed rate of sodium hydrogencarbonate aqueous solution is more than 20 ml / h, there is almost no difference in the reaction rate and the hydrogen production amount is also similar. The faster the feed rate of aqueous sodium hydrogencarbonate solution is, the more energy is consumed for pump operation. That is, when the feeding rate of sodium hydrogencarbonate is 20 ml / h, the amount of generated hydrogen and the reaction rate are appropriate, and the consumed energy can be maintained at an appropriate level.

따라서, 본 발명에 따른 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법은 상기 화학수소화물이 저장된 상기 수소 발생기 내부에 탄산수소나트륨 수용액을 20ml/h의 공급 속도로 공급할 수 있다. Accordingly, in the method of generating hydrogen using solid chemical hydrides according to the present invention, an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate can be supplied at a supply rate of 20 ml / h into the hydrogen generator in which the chemical hydride is stored.

도 5는 본 발명에서 온도의 변화에 따른 수소 발생량을 비교하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a diagram for comparing the amount of hydrogen generated according to a change in temperature in the present invention. FIG.

본 발명에 따른 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법은 여러 환경에서 사용되는 장비에 장착되는 연료전지에 사용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법을 이용한 연료전지는 외부 환경에 관계없이 최적의 성능을 발휘할 수 있어야 한다. 따라서, 도 5에서 화학수소화물과 탄산수소나트륨의 반응 온도에 따른 수소 발생량을 알아보았다. 이는 결국, 화학수소화물과 탄산수소나트륨의 반응이 일어나는 수소 발생기 내부의 온도를 알아보고자 함이다. 탄산수소나트륨 수용액으로 수소화붕소나트륨에서 수소를 분해하는 것은 가수분해 방법이며 화학반응으로서, 일반적으로 화학반응은 주변 온도에 영향을 많이 받게 되기 때문이다.The method for generating hydrogen using solid chemical hydrides according to the present invention can be used for a fuel cell mounted in equipment used in various environments. That is, the fuel cell using the hydrogen generating method using the solid chemical hydride according to the present invention should be able to exhibit the optimum performance irrespective of the external environment. Therefore, in FIG. 5, the amount of hydrogen generated according to the reaction temperature of the chemical hydride and sodium hydrogencarbonate was examined. This is to determine the temperature inside the hydrogen generator where the reaction of the chemical hydride with sodium hydrogencarbonate takes place. The decomposition of hydrogen from sodium borohydride with an aqueous solution of sodium hydrogen carbonate is a hydrolysis method, which is generally a chemical reaction, which is generally affected by ambient temperature.

가수분해 방법은 대부분 발열 반응을 일으켜서 주변 온도가 올라가게 된다. 즉, 가수반응은 주변의 가수반응에 영향을 미치게 되기 때문에 변수를 최소화하기 위해서 수소화붕소나트륨의 양을 0.1g으로 조정하였다. 또 일정한 온도를 유지하기 위해서 물중탕을 활용하여 실험을 구성하였다.Most of the hydrolysis process causes an exothermic reaction, which causes the ambient temperature to rise. That is, since the hydrolysis reaction affects the hydrolysis reaction in the periphery, the amount of sodium borohydride was adjusted to 0.1 g in order to minimize the parameter. In order to maintain a constant temperature, the water bath was used to construct the experiment.

반응 온도는 50℃, 60℃, 70℃, 80℃로 설정하여 실험을 하였다. The reaction temperature was set at 50 캜, 60 캜, 70 캜 and 80 캜.

도 5에 도시된 바와 같이, 반응 온도가 높아짐에 따라 반응 속도와 수소의 발생량이 증가하였다. 즉, 반응 온도가 높으면 높을수록 반응속도와 수소의 생산량이 늘어난다. 하지만, 위에서 언급했다시피 가수 분해가 일어나면서 발열반응이 일어나기 때문에 자동으로 온도가 올라가게 된다. 또한, 반응 온도가 60℃ 내지 80℃인 경우, 반응초기에 반응 온도에 따른 반응 속도가 크게 차이가 나지 않는다. 따라서, 반응 초기에 온도를 유지하여 반응 속도만 올려주면 후에는 열을 가하여 온도를 유지시킬 필요가 사라진다. 즉, 초기 온도만 유지하면, 추후에는 별도의 가열장치를 이용하여 반응 온도를 유지시킬 필요가 없다.As shown in FIG. 5, as the reaction temperature increased, the reaction rate and the amount of generated hydrogen increased. That is, the higher the reaction temperature, the higher the reaction rate and the production of hydrogen. However, as mentioned above, hydrolysis occurs and an exothermic reaction occurs, so the temperature is automatically increased. Also, when the reaction temperature is 60 to 80 캜, the reaction rate according to the reaction temperature does not differ greatly at the initial stage of the reaction. Therefore, by maintaining the temperature at the initial stage of the reaction and raising the reaction rate, there is no need to maintain the temperature by applying heat afterwards. That is, if only the initial temperature is maintained, it is not necessary to maintain the reaction temperature by using a separate heating device in the future.

초기에 반응 온도를 유지할 때, 별도의 에너지가 소모되고, 특히 반응 온도가 높아질수록 더 많은 에너지가 소모되기 때문에 초기 반응 온도를 60℃로 유지하는 것이 가장 효율적이다. When the reaction temperature is maintained at the initial stage, extra energy is consumed. In particular, it is most effective to maintain the initial reaction temperature at 60 ° C because the higher the reaction temperature, the more energy is consumed.

결국, 본 발명에 따른 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법은 화학수소화물이 저장된 수소 발생기의 초기 온도를 50℃로 할 수 있다. As a result, in the hydrogen generating method using the solid chemical hydride according to the present invention, the initial temperature of the hydrogen generator in which the chemical hydride is stored can be set to 50 ° C.

도 6은 본 발명에서 탄산수소나트륨 수용액을 사용하여 고체 화학수소화물을 분해할 때 발생하는 활성화 에너지를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining activation energies generated when a solid chemical hydride is decomposed using an aqueous solution of sodium hydrogencarbonate in the present invention.

도 6을 참조하여 설명하면, 앞서 설명한 바와 같이 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도, 농도, 질량, 반응 온도에 대해서 확인하였다. 하지만 단순히 이와 같은 그래프로는 정확한 데이터를 얻기가 힘들었다. 따라서 도면에 도시된 바와 같이 아레니우스 플롯을 사용하여 다른 가수분해에 비해 어떤 이점이 있는지 확인했다. 위의 온도에 따른 데이터에서 얻은 온도 K, 기체 상수 R, 빈도 계수 A, 반응 속도 상수 k를 이용하여 활성화 에너지 Ea를 구하였다. 일반적인 가수분해를 활용한 수소 분해의 경우에 약 - 300kJ의 활성화 에너지가 필요하다. 하지만 탄산수소나트륨을 수용액으로써 사용하여 가수분해를 할 시에는 아래 그래프를 보면 정리가 되어 있는데 약 0.233kJ/mol K이 필요하다. 따라서 탄산수소나트륨을 촉매로 하여 수소화붕소나트륨를 분해 할 시에 그냥 가수 분해를 하였을 때보다 단순히 산술적인 계산으로 할 때 100이득을 보면서 수소를 얻을 수 있었다. 또 이렇게 낮은 활성화 에너지로 수소를 얻으면 폭발 위험이나 기타 위험에서 벗어날 수 있어서 탄산수소나트륨을 촉매로 사용하는 방법이 안전하다는 것을 인지할 수 있었다.Referring to FIG. 6, the supply rate, concentration, mass, and reaction temperature of aqueous sodium hydrogencarbonate solution were confirmed as described above. However, it was difficult to get accurate data with such a graph. Thus, we have used Arrhenius plots as shown in the figure to see what advantages over other hydrolysis. The activation energy Ea was determined from the data obtained from the above temperature data using temperature K, gas constant R, frequency coefficient A, and reaction rate constant k. In the case of hydrolysis using general hydrolysis, about 300 kJ of activation energy is required. However, hydrolysis using sodium hydrogencarbonate as an aqueous solution is summarized in the graph below, which requires about 0.233 kJ / mol K. Therefore, when decomposing sodium borohydride using sodium hydrogencarbonate as a catalyst, hydrogen could be obtained by merely performing an arithmetic calculation at a gain of 100 when hydrolysis was performed. It was also clear that the use of sodium bicarbonate as a catalyst was safe because hydrogen could be released from explosive or other hazards with such low activation energies.

이처럼, 본 발명에 의한 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법은 수소 발생기 내부에 고체 상태의 화학수소화물을 저장하고, 연료전지 구동이 필요할 때 탄산수소나트륨 수용액을 공급하여 고체상태의 화학수소화물을 직접 분해함으로써, 안정적으로 수소를 발생시킬 수 있다.As described above, the method for generating hydrogen using solid chemical hydrides according to the present invention comprises the steps of storing a solid state chemical hydride in a hydrogen generator and supplying an aqueous solution of sodium bicarbonate when the fuel cell is required to drive the solid chemical hydride By directly decomposing, hydrogen can be stably generated.

또한, 본 발명은 탄산수소나트륨 수용액을 탄산수소나트륨으로 구비함으로써, 산에 비해 높은 안정성을 확보할 수 있다.Further, the present invention can ensure high stability compared to an acid by providing an aqueous sodium hydrogencarbonate solution with sodium hydrogencarbonate.

이상에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the appended claims. As will be understood by those skilled in the art.

Claims (10)

수소 발생기 내부에 고체 상태의 화학수소화물을 저장하는 단계;
상기 화학수소화물이 저장된 상기 수소 발생기 내부에 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 공급하는 단계; 및
상기 화학수소화물과 상기 탄산수소나트륨을 반응시켜 수소를 발생시키는 단계를 포함하고,
상기 탄산수소나트륨은 수용액 형태로 공급되되 탄산수소나트륨 수용액의 농도는 8%이상 9%이하이며,
상기 화학수소화물과 상기 탄산수소나트륨 수용액의 질량비는 1:6이고,
상기 화학수소화물과 상기 탄산수소나트륨을 반응시켜 수소를 발생시키는 단계에서, 상기 수소 발생기의 초기 온도는 60℃이며,
상기 화학수소화물이 저장된 상기 수소 발생기 내부에 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 공급하는 단계에서, 상기 탄산수소나트륨 수용액의 공급 속도는 20ml/h인 것을 특징으로 하는 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법.Storing a solid state chemical hydride inside the hydrogen generator;
Supplying sodium hydrogencarbonate (NaHCO 3 ) into the hydrogen generator where the chemical hydride is stored; And
Reacting the chemical hydride with the sodium hydrogencarbonate to generate hydrogen,
The sodium hydrogencarbonate is supplied in the form of an aqueous solution, and the concentration of the aqueous sodium hydrogencarbonate solution is 8% to 9%
The mass ratio of the chemical hydride and the aqueous sodium hydrogencarbonate solution is 1: 6,
In the step of reacting the chemical hydride with the sodium hydrogencarbonate to generate hydrogen, the initial temperature of the hydrogen generator is 60 ° C,
Wherein the supply rate of the sodium bicarbonate aqueous solution is 20 ml / h in the step of supplying sodium hydrogencarbonate (NaHCO 3 ) into the hydrogen generator in which the chemical hydride is stored. . 제1항에 있어서
상기 화학수소화물은 수소화붕소나트륨(NaBH4)인 것을 특징으로 하는 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법.The method of claim 1, wherein
Wherein the chemical hydride is sodium borohydride (NaBH 4 ). 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 화학수소화물이 저장된 상기 수소 발생기 내부에 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 공급하는 단계에서,
상기 탄산수소나트륨은 실린지 펌프(syringe pump)를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법.The method according to claim 1,
In the step of supplying sodium hydrogencarbonate (NaHCO 3 ) into the hydrogen generator in which the chemical hydride is stored,
Wherein the sodium hydrogencarbonate is supplied through a syringe pump. ≪ Desc / Clms Page number 20 > 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 화학수소화물과 상기 탄산수소나트륨을 반응시켜 수소를 발생시키는 단계 이후에,
상기 화학수소화물과 상기 탄산수소나트륨 반응시 발생되는 수증기를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법.The method according to claim 1,
After the step of reacting the chemical hydride with the sodium hydrogencarbonate to generate hydrogen,
And removing water vapor generated during the reaction with the chemical hydride and the sodium hydrogen carbonate. 제9항에 있어서,
상기 수소 발생기에 발생되는 수증기는 워터 트랩(water trap)을 통해 제거되는 것을 특징으로 하는 고체 화학수소화물을 이용한 수소 발생 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the water vapor generated in the hydrogen generator is removed through a water trap.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2008279079A1 (en) * 2007-07-25 2009-01-29 Trulite, Inc. Apparatus, system, and method for processing hydrogen gas
KR20090077308A (en) * 2008-01-10 2009-07-15 한국생산기술연구원 Hydrogen generating method and device using acid solution and chemical hydride compound

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120156103A1 (en) 2010-12-16 2012-06-21 Young Green Energy Co. Apparatus for generating hydrogen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
in-Ho Kim 외 2인, Int. J. Hydrogen Energy Vol.35 (2010) pp.4015-4019*

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