KR101996479B1 - Electrolytic electrolysis device - Google Patents

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Abstract

전해질의 전기분해장치가 개시된다. 실시예에 따르면, 일측의 인입구를 통해 용매가 공급되고 내부에 저장된 후 타측의 인출구를 통해 배출되며, 또다른 일측에 형성된 투입구를 통해 전해질이 투입되도록 한 탱크; 상기 탱크의 내부에 형성되며, 전해질이 순차적으로 통과하도록 메쉬전극부와 격막부가 다수개로 교호 형성되어 다층으로 이루어진 전해부; 상기 전해부의 상부에 전해된 가스가 배출되도록 토출구가 형성된 배출부;를 포함하여 구성된다.An electrolytic apparatus for an electrolyte is disclosed. According to the embodiment, the tank is supplied with the solvent through one inlet port, stored in the inside, discharged through the outlet port on the other side, and charged with electrolyte through the inlet port formed on the other side. An electrolytic layer formed in the interior of the tank and having a plurality of mesh electrodes and diaphragms alternately formed so as to sequentially pass electrolyte therethrough; And a discharge part having a discharge port for discharging the electrolytic gas to the upper part of the electrolytic part.

Description

전해질의 전기분해장치{Electrolytic electrolysis device}[0001] Electrolytic electrolysis device [0002]

개시되는 내용은 전해질의 전기분해장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전해질을 분해하여 가스를 생성할 수있고, 반응조의 부식을 방지할 수 있도록 한 전해질의 전기분해장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electrolytic apparatus for electrolytic electrolysis, and more particularly, to an electrolytic apparatus for electrolytic electrolysis capable of decomposing an electrolyte to generate a gas and preventing corrosion of the reaction tank.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the contents set forth in this section are not prior art to the claims of this application and are not to be construed as prior art to be included in this section.

전기분해 장치가 다양한 응용에서 활용되고 있다. 대표적인 것으로, 물을 전기분해하여 산소와 수소를 발생하여 산소와 수소를 각각 활용하거나, 이들을 다시 환원하여 정제된 물을 얻고 있다. Electrolysis devices have been used in various applications. Typically, water is electrolyzed to generate oxygen and hydrogen to utilize oxygen and hydrogen, respectively, or to reduce them again to obtain purified water.

이러한 전기분해 장치의 한 가지 응용 예로서, 양 전극과 음 전극이 설치된 전해조에 HCl, NaCl 등의 전해질을 투입하여 전기분해하여 기체를 발생시킨 후 발생된 기체를 물, 유기용매, 무기용매 등의 용매에 용해시켜서 전해조로부터 추출해서 다양한 용도로 활용한다. As one application example of such an electrolytic apparatus, an electrolytic cell such as HCl or NaCl is charged into an electrolytic cell provided with both electrodes and a negative electrode, and electrolysis is performed to generate a gas, and then the generated gas is treated with water, an organic solvent, It is dissolved in a solvent and extracted from an electrolytic cell and used for various purposes.

한국 등록특허 10-1459931호Korean Patent No. 10-1459931

개시되는 내용은 전극 배열 구조를 간결화하여 비용을 절감할 수 있고, 전기 분해 효율을 증대시킬 수 있으며, 분해된 수소가스의 수율을 향상시킬 수 있도록 한 전해질의 전기분해장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an electrolytic apparatus for an electrolyte capable of reducing the cost of the electrode array structure, improving the electrolysis efficiency, and improving the yield of the decomposed hydrogen gas .

실시예의 목적은, 일측의 인입구를 통해 용매가 공급되고 내부에 저장된 후 타측의 인출구를 통해 배출되며, 또다른 일측에 형성된 투입구를 통해 전해질이 투입되도록 한 탱크; 상기 탱크의 내부에 형성되며, 전해질이 순차적으로 통과하도록 메쉬전극부와 격막부가 다수개로 교호 형성되어 다층으로 이루어진 전해부; 상기 전해부의 상부에 전해된 가스가 배출되도록 토출구가 형성된 배출부;를 포함하는 전해질의 전기분해장치에 의해 달성될 수 있다. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for supplying a liquid to a tank, the tank being supplied with solvent through one inlet port, stored in the tank, discharged through the outlet port on the other side, An electrolytic layer formed in the interior of the tank and having a plurality of mesh electrodes and diaphragms alternately formed so as to sequentially pass electrolyte therethrough; And a discharge unit having a discharge port for discharging the electrolytic gas to the upper part of the electrolytic unit.

상기 전해부는 소정 간격으로 이격 배치되어 탱크의 내부에 평행하게 형성되며 양극 전극과 음극 전극이 각기 인가되는 양극전극패널 및 음극전극패널;을 포함하여 구성된다. The electrolytic unit includes an anode electrode panel and a cathode electrode panel, which are spaced apart from each other by a predetermined distance and are formed in parallel to the inside of the tank, and are respectively applied with an anode electrode and a cathode electrode.

상기 메쉬전극부는, 전해부의 양극전극패널에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 양극메쉬전극과, 전해부의 음극전극패널에 일단이 연결되며 양극메쉬전극과 평행하게 형성되는 음극메쉬전극을 포함하여 구성된다. The mesh electrode unit includes a cathode mesh electrode having one end connected to the anode electrode panel of the electrolysis unit and formed horizontally, and a cathode mesh electrode connected at one end to the cathode electrode panel of the electrolysis unit and formed in parallel with the anode mesh electrode .

상기 격막부는, 전해부의 양극전극패널에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 제1격막과, 전해부의 음극전극패널에 일단이 연결되며 제1격막과 평행하게 형성되는 제2격막으로 구성되는 격막부;를 포함하여 구성된다. Wherein the diaphragm portion includes a first diaphragm having one end connected to the anode electrode panel of the electrolysis portion and formed horizontally and a second diaphragm having one end connected to the cathode electrode panel of the electrolysis portion and a second diaphragm formed parallel to the first diaphragm; .

상기 메쉬전극부는 양극메쉬전극의 타단과 음극전극패널 사이에 제1유로가 형성되고, 음극메쉬전극의 타단과 양극전극패널 사이에 제2유로가 형성되어 이루어진다. The mesh electrode portion has a first flow path formed between the other end of the anode mesh electrode and the cathode electrode panel, and a second flow path formed between the other end of the anode mesh electrode and the anode electrode panel.

상기 양극메쉬전극 및 음극메쉬전극은 다수의 통공이 형성되어 전해질이 통과될 수 있고, 전기가 인가되는 도체로 이루어진다. The anode mesh electrode and the cathode mesh electrode are formed of a conductor through which a plurality of through holes are formed to allow electrolyte to pass therethrough and to which electricity is applied.

상기 격막부는 제1격막의 타단이 음극전극패널과 이격되어 제3유로가 형성되고, 제2격막의 타단이 양극전극패널과 이격되어 제4유로가 형성되어 이루어진다. In the diaphragm portion, the other end of the first diaphragm is separated from the cathode electrode panel to form a third flow path, and the other end of the second diaphragm is separated from the anode electrode panel to form a fourth flow path.

상기 배출부는 상부의 격막부를 구성하는 상부 격막이 토출구를 향해 상향 경사지게 형성되고, 토출구의 외측으로 용매가 흐르도록 하여 토출되는 가스의 유속이 증가되도록 한다. The discharge portion is formed such that the upper diaphragm constituting the upper diaphragm is inclined upward toward the discharge port and the solvent flows to the outside of the discharge port so that the flow rate of the discharged gas is increased.

개시된 실시예에 따르면, 전극 배열 구조를 간결화하여 비용을 절감할 수 있고, 전기 분해 효율을 증대시킬 수 있으며, 분해된 수소가스의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the disclosed embodiments, the electrode array structure can be simplified, cost can be reduced, electrolysis efficiency can be increased, and the yield of decomposed hydrogen gas can be improved.

도 1은 제1실시예에 따른 전해질의 전기분해장치를 나타낸 정단면도,
도 2는 제2실시예에 따른 전해질의 전기분해장치를 나타낸 정단면도,
도 3은 제3실시예에 따른 전해질의 전기분해장치를 나타낸 정단면도,
도 4는 제4실시예에 따른 전해질의 전기분해장치를 나타낸 평단면도.1 is a front sectional view showing an electrolytic apparatus of an electrolyte according to a first embodiment,
2 is a front sectional view showing an electrolytic apparatus of an electrolyte according to a second embodiment,
3 is a front sectional view showing an electrolytic apparatus of an electrolyte according to a third embodiment,
4 is a plan sectional view showing an electrolytic apparatus for an electrolyte according to a fourth embodiment;

이하 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. It does not mean anything.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다. In addition, the sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation, and the terms defined specifically in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user, operator It should be noted that the definitions of these terms should be made on the basis of the contents throughout this specification.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 제1실시예에 따른 전해질의 전기분해장치를 나타낸 정단면도, 도 2는 제2실시예에 따른 전해질의 전기분해장치를 나타낸 정단면도, 도 3은 제3실시예에 따른 전해질의 전기분해장치를 나타낸 정단면도, 도 4는 제4실시예에 따른 전해질의 전기분해장치를 나타낸 평단면도이다.1 is a front sectional view showing an electrolytic apparatus for an electrolyte according to a first embodiment, Fig. 2 is a front sectional view showing an electrolytic apparatus for an electrolytic solution according to a second embodiment, Fig. 3 is a cross- And FIG. 4 is a plan sectional view showing an electrolytic apparatus for an electrolyte according to a fourth embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 전해질의 전기분해장치는, 일측의 인입구(120)를 통해 용매가 공급되고 내부에 저장된 후 타측의 인출구(140)를 통해 배출되며, 또다른 일측에 형성된 투입구(250)를 통해 전해질이 투입되도록 한 탱크(100); 상기 탱크(100)의 내부에 형성되며, 전해질이 순차적으로 통과하도록 메쉬전극부(300)와 격막부(400)가 다수개로 교호 형성되어 다층으로 이루어진 전해부(200); 상기 전해부(200)의 상부에 전해된 가스가 배출되도록 토출구(520)가 형성된 배출부(500);를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the electrolytic apparatus for an electrolytic solution is supplied with solvent through one inlet 120, stored therein, then discharged through the outlet 140 on the other side, and the inlet 250 A tank 100 through which the electrolyte is injected; An electrolytic unit 200 formed in the tank 100 and having a plurality of mesh electrode units 300 and diaphragm units 400 formed alternately so that electrolytes sequentially pass therethrough; And a discharge unit 500 having a discharge port 520 for discharging the electrolytic gas to the upper part of the electrolytic unit 200.

전해부(200)는 소정 간격으로 이격 배치되어 탱크(100)의 내부에 평행하게 형성되며 양극 전극과 음극 전극이 각기 인가되는 양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240);을 포함하여 구성된다. The electrolytic unit 200 includes an anode electrode panel 220 and a cathode electrode panel 240 spaced apart from each other by a predetermined distance and formed in parallel to the interior of the tank 100 and to which an anode electrode and a cathode electrode are respectively applied do.

메쉬전극부(300)는, 전해부(200)의 양극전극패널(220)에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 양극메쉬전극(310)과, 전해부(200)의 음극전극패널(240)에 일단이 연결되며 양극메쉬전극(310)과 평행하게 형성되는 음극메쉬전극(330)을 포함하여 구성된다. The mesh electrode unit 300 includes a cathode mesh electrode 310 having one end connected to the anode electrode panel 220 of the electrolysis unit 200 and a horizontal electrode mesh electrode 310 connected to the cathode electrode panel 240 of the electrolysis unit 200 And a cathode mesh electrode 330 connected at one end and formed in parallel with the anode mesh electrode 310.

메쉬전극부(300)는 양극메쉬전극(310)의 타단과 음극전극패널(240) 사이에 제1유로(U1)가 형성되고, 상기 음극메쉬전극(330)의 타단과 양극전극패널(220) 사이에 제2유로(U2)가 형성되어 이루어진다. The mesh electrode unit 300 has a first flow path U1 formed between the other end of the anode mesh electrode 310 and the cathode electrode panel 240 and the other end of the anode mesh electrode 330 and the anode electrode panel 220, And a second flow path U2 is formed therebetween.

양극메쉬전극(310) 및 음극메쉬전극(330)은 다수의 통공이 형성되어 전해질이 통과될 수 있고, 전기가 인가되는 도체로 이루어진다. The anode mesh electrode 310 and the cathode mesh electrode 330 are formed of a conductor through which a plurality of holes are formed to allow electrolyte to pass therethrough and to which electricity is applied.

전해질은 양극메쉬전극(310) 및 음극메쉬전극(330)은 다수의 통공을 통과하면서 전기가 인가되어 분해반응을 일으키게 된다.In the electrolyte, the positive electrode mesh electrode 310 and the negative electrode mesh electrode 330 pass through a plurality of through holes and electricity is applied to cause a decomposition reaction.

분해되지 않은 전해질은 제1유로(U1)를 경유한 후 제2유로(U2)를 통과하여 격막부(400)로 이동하게 된다. The undissolved electrolyte passes through the first flow path U1 and then through the second flow path U2 to the diaphragm 400. [

격막부(400)는, 전해부(200)의 양극전극패널(220)에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 제1격막(420)과, 전해부(200)의 음극전극패널(240)에 일단이 연결되며 제1격막(420)과 평행하게 형성되는 제2격막(440)을 포함하여 구성된다. The diaphragm 400 includes a first diaphragm 420 connected at one end to the anode electrode panel 220 of the electrolytic unit 200 and horizontally connected to the cathode electrode panel 240 of the electrolytic unit 200, And a second diaphragm 440 connected to the first diaphragm 420 and formed in parallel with the first diaphragm 420.

제1격막(420)의 타단이 음극전극패널(240)과 이격되어 제3유로(U3)가 형성된다.The other end of the first diaphragm 420 is separated from the cathode electrode panel 240 to form a third flow path U3.

제2격막(440)의 타단이 양극전극패널(220)과 이격되어 제4유로(U4)가 형성된다.The other end of the second diaphragm 440 is spaced apart from the anode electrode panel 220 to form a fourth flow path U4.

제3유로(U3)와 제4유로(U4)를 분해되지 않은 전해질이 통과하게 된다. 전해질이 통과하는 동안 제1격막(420) 및 제2격막(440)의 표면에 접촉되는 전해질은 전기 인가에 의해 분해반응을 일으키게 된다. The undissolved electrolyte passes through the third flow path U3 and the fourth flow path U4. The electrolyte that is in contact with the surfaces of the first diaphragm 420 and the second diaphragm 440 during the passage of the electrolyte causes a decomposition reaction by the application of electricity.

실시예에 적용되는 전해질은 HCl이고, 용매는 물(H20)이다. The electrolyte used in the examples is HCl, and the solvent is water (H 2 O).

반응식은 다음과 같다. The reaction formula is as follows.

HCl---> H+ + Cl- HCl ---> H + + Cl -

2Cl- --> Cl2 + 2e- - > Cl < 2 > + 2e -

2H+ + 2e- --> H2 ↑ 2H + + 2e- -> H 2 ↑

Cl2 + H2O --> HOCl + HClCl 2 + H 2 O -> HOCl + HCl

상기 배출부(500)는 상부의 격막부(400)를 구성하는 상부 격막(490)이 토출구(520)를 향해 상향 경사지게 형성된다. The upper part diaphragm 490 constituting the diaphragm part 400 of the upper part of the discharge part 500 is formed to be inclined upward toward the discharge port 520.

도 1을 참조하면, 상부 격막(490)이 좌측으로 갈수록 상향 경사지게 형성됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 1, it can be seen that the upper diaphragm 490 is formed with an upward slope toward the left.

토출구(520)는 직경이 작게 형성되고, 토출구(520)의 외측으로는 용매가 흐르도록 하여 토출되는 가스의 유속이 증가되도록 한 것이다. The discharge port 520 is formed to have a small diameter and the solvent flows to the outside of the discharge port 520 to increase the flow rate of the discharged gas.

양극전극패널(220)의 상단부(225)는 상부 격막(490)의 일단부, 즉 토출구(520) 보다 돌출되어 형성됨으로써 탱크(100)의 내벽과의 간격이 좁혀지게 되어 제1유로(t1)가 형성되고, 이 좁은 제1유로(t1)를 통과하는 과정에서 유속은 빨라지게 된다. The upper end 225 of the anode electrode panel 220 is protruded from one end of the upper diaphragm 490 or the discharge port 520 to narrow the gap between the upper end of the upper diaphragm 490 and the inner wall of the tank 100, And the flow velocity in the course of passing through the narrow first flow path t1 is accelerated.

음극전극패널(240)의 상단은 상부 격막과 동일한 높이로 형성되도록 하여 탱크(100)의 내벽과의 간격이 넓은 제2유로(t2)가 형성됨으로써 이 제2유로(t2)를 지나갈때는 유속이 느려지게 된다. The upper end of the cathode electrode panel 240 is formed at the same height as the upper diaphragm to form a second flow path t2 having a larger distance from the inner wall of the tank 100. Thus, when passing through the second flow path t2, It will slow down.

격막부(400)에서는 전기분해가 진행되고, 발생한 기체가 격막에 의해 바로 빠져나가지 못하고 용액에 재용해된다. In the diaphragm 400, electrolysis proceeds, and the generated gas is not immediately released by the diaphragm but is reused in the solution.

메쉬전극부(300)에서는 HCl이 전기분해되서 H2, Cl2 가 활발히 발생된다. In the mesh electrode unit 300, HCl is electrolyzed and H 2 and Cl 2 are actively generated.

한편 베르누이 원리에 의해 배출부(500)의 토출구(520)로부터 배출되는 기체(H2)가 전해부(200)를 빠져나와 용매인 물에 혼합된다. On the other hand, the gas H 2 discharged from the discharge port 520 of the discharging part 500 by the Bernoulli principle is discharged from the electrolytic part 200 and mixed with the solvent water.

즉, 전해부(200) 내,외부의 압력차이와, 외부 용매의 흐름에 의해 기체가 동반 배출될 수 있는 것이다. That is, the gas can be discharged together with the external pressure difference in the electrolytic unit 200 and the flow of the external solvent.

제1유로(t1)에서의 유속은 매우 빠르게 되고, 이 빨라진 유속에 토출구(520)에 흡입력이 생성되어 기체를 끌어당기게 되므로 토출구(520)를 통한 기체의 배출이 촉진될 수 있다. The flow velocity at the first flow path t1 is very fast and the suction force is generated at the discharge port 520 at this faster flow rate and attracts the gas so that the discharge of the gas through the discharge port 520 can be promoted.

양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240)의 내면과, 양극메쉬전극(310)과 음극메쉬전극(330)의 표면에 피막(W1)이 형성된다. The coating W1 is formed on the inner surfaces of the anode electrode panel 220 and the cathode electrode panel 240 and on the surfaces of the anode mesh electrode 310 and the cathode mesh electrode 330. [

피막(W1)은 냉각열을 전해부(200)에 전달할 수 있되 부식은 방지하는 소재로 형성된다. The coating film W1 is formed of a material capable of transmitting cooling heat to the electrolytic unit 200 but preventing corrosion.

또한 피막(W1)은 전도성 불용성 물질이 코팅되어 형성된다.The coating W1 is formed by coating a conductive insoluble material.

전도성 불용성 물질은 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 백금(Pt) 등이 적용된다. Examples of the conductive insoluble material include ruthenium (Ru), iridium (Ir), platinum (Pt), and the like.

양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240)은 티타늄(Ti)이다. The anode electrode panel 220 and the cathode electrode panel 240 are made of titanium (Ti).

한편 양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240), 상부 격막(490)의 외면에는 용매(찬물)와 만나는 부분을 보호하도록 비전도성 피막(W2)이 형성된다.The nonconductive coating W2 is formed on the outer surfaces of the anode electrode panel 220, the cathode electrode panel 240 and the upper diaphragm 490 so as to protect the portion where the solvent (cold water) meets.

비전도성 피막(W2)은 산화티타늄(TiO2), 테프론, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 그룹에서 택일되며, 이를 이용한 폴리머 피막으로 코팅하여 열전달은 가능하나 부식을 막고 추가의 전기반응을 차단하도록 한다. The nonconductive coating (W2) is selected from titanium oxide (TiO2), Teflon, polypropylene (PP) and polyethylene (PE) groups and coated with a polymer film to prevent heat corrosion. .

한편 다른 실시예(A2)에 따르면, 전해질의 전기분해장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일측의 인입구(120)를 통해 용매가 공급되고 내부에 저장된 후 타측의 인출구(140)를 통해 배출되며, 또다른 일측에 형성된 투입구(250)를 통해 전해질이 투입되도록 한 탱크(100); 탱크(100)의 내부에 형성되며, 전해질이 순차적으로 통과하도록 메쉬전극부(300')와 격막부(400')가 다수개로 교호 형성되어 다층으로 이루어진 전해부(200); 전해부(200)의 상부에 전해된 가스가 배출되도록 토출구(520)가 형성된 배출부(500);를 포함하여 구성된다. According to another embodiment (A2), as shown in FIG. 2, the electrolytic apparatus of the electrolytic solution is provided with a solvent through one inlet 120 and stored therein, and then discharged through the outlet 140 on the other side A tank 100 through which the electrolyte is introduced through the inlet 250 formed at the other side; An electrolytic unit 200 formed in the tank 100 and having a plurality of mesh electrode units 300 'and diaphragm units 400' alternately formed so as to allow electrolyte to pass sequentially; And a discharge unit 500 having a discharge port 520 for discharging the electrolytic gas to the upper part of the electrolytic unit 200.

전해부(200)는 소정 간격으로 이격 배치되어 탱크(100)의 내부에 평행하게 형성되며 양극 전극과 음극 전극이 각기 인가되는 양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240);을 포함하여 구성된다. The electrolytic unit 200 includes an anode electrode panel 220 and a cathode electrode panel 240 spaced apart from each other by a predetermined distance and formed in parallel to the interior of the tank 100 and to which an anode electrode and a cathode electrode are respectively applied do.

메쉬전극부(300')는, 전해부(200)의 양극전극패널(220)에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 양극메쉬전극(310)과, 전해부(200)의 음극전극패널(240)에 일단이 연결되며 양극메쉬전극(310)과 평행하게 형성되는 음극메쉬전극(330)을 포함하여 구성된다. The mesh electrode unit 300 'includes a positive electrode mesh electrode 310 having one end connected to the anode electrode panel 220 of the electrolysis unit 200 and a horizontal electrode electrode panel 310 connected to the cathode electrode panel 240 of the electrolysis unit 200, And a cathode mesh electrode 330 connected at one end to the anode mesh electrode 310 and parallel to the anode mesh electrode 310.

메쉬전극부(300')는 양극메쉬전극(310)의 타단과 음극전극패널(240) 사이에 제1유로(U1)가 형성되고, 상기 음극메쉬전극(330)의 타단과 양극전극패널(220) 사이에 제2유로(U2)가 형성되어 이루어진다. The mesh electrode unit 300 'has a first flow path U1 formed between the other end of the anode mesh electrode 310 and the cathode electrode panel 240 and the other end of the anode mesh electrode 330 and the anode electrode panel 220 The second flow path U2 is formed.

양극메쉬전극(310) 및 음극메쉬전극(330)은 다수의 통공이 형성되어 전해질이 통과될 수 있고, 전기가 인가되는 도체로 이루어진다. The anode mesh electrode 310 and the cathode mesh electrode 330 are formed of a conductor through which a plurality of holes are formed to allow electrolyte to pass therethrough and to which electricity is applied.

전해질은 양극메쉬전극(310) 및 음극메쉬전극(330)은 다수의 통공을 통과하면서 전기가 인가되어 분해반응을 일으키게 된다.In the electrolyte, the positive electrode mesh electrode 310 and the negative electrode mesh electrode 330 pass through a plurality of through holes and electricity is applied to cause a decomposition reaction.

분해되지 않은 전해질은 제1유로(U1)를 경유한 후 제2유로(U2)를 통과하여 격막부(400')로 이동하게 된다. The undissolved electrolyte passes through the first flow path U1 and then through the second flow path U2 to the diaphragm part 400 '.

격막부(400')는, 전해부(200)의 양극전극패널(220)에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 제1격막(420)과, 전해부(200)의 음극전극패널(240)에 일단이 연결되며 제1격막(420)과 평행하게 형성되는 제2격막(440)을 포함하여 구성된다. The diaphragm 400 'includes a first diaphragm 420 connected at one end to the anode electrode panel 220 of the electrolytic unit 200 and formed horizontally, and a first diaphragm 420 connected to the cathode electrode panel 240 of the electrolytic unit 200 And a second diaphragm 440 connected at one end thereof and formed in parallel with the first diaphragm 420.

제1격막(420)의 타단이 음극전극패널(240)과 이격되어 제3유로(U3)가 형성된다.The other end of the first diaphragm 420 is separated from the cathode electrode panel 240 to form a third flow path U3.

제2격막(440)의 타단이 양극전극패널(220)과 이격되어 제4유로(U4)가 형성된다.The other end of the second diaphragm 440 is spaced apart from the anode electrode panel 220 to form a fourth flow path U4.

제3유로(U3)와 제4유로(U4)를 분해되지 않은 전해질이 통과하게 된다. 전해질이 통과하는 동안 제1격막(420) 및 제2격막(440)의 표면에 접촉되는 전해질은 전기 인가에 의해 분해반응을 일으키게 된다. The undissolved electrolyte passes through the third flow path U3 and the fourth flow path U4. The electrolyte that is in contact with the surfaces of the first diaphragm 420 and the second diaphragm 440 during the passage of the electrolyte causes a decomposition reaction by the application of electricity.

전해부(200)는 메쉬전극(300')과 격막(400')이 교호 형성되며, 투입구(250)로부터 상부 토출구(520)로 갈수록 메쉬전극(300')과 격막(400') 간의 간격이 좁게 형성되어 전해질의 농도에 따라 최적의 전류밀도를 구성하게 된다. The distance between the mesh electrode 300 'and the diaphragm 400' is gradually increased from the inlet port 250 to the upper discharge port 520. The distance between the mesh electrode 300 'and the diaphragm 400' So that the optimum current density is formed according to the concentration of the electrolyte.

따라서 전해질 농도가 짙은 전해부(200) 하부에서는 신속하게 지나가면서도 충분한 반응을 일으킬 수 있고, 전해부(200) 상부의 간격이 좁은 영역에서는 반응에 의해 전해질 농도가 낮아짐에 비해 전극 밀도가 높아지면서 가스 및 전해질이 격막에 접촉하는 비율이 증가됨으로써 분해효율이 증대될 수 있다. Therefore, sufficient reaction can be generated while passing quickly in the lower part of the electrolytic unit 200 having a high electrolyte concentration, and in a region having a narrow interval above the electrolytic unit 200, the electrode density is lowered due to the reaction, And the rate at which the electrolyte contacts the diaphragm is increased, so that the decomposition efficiency can be increased.

실시예에 적용되는 전해질은 HCl이고, 용매는 물(H20)이다. The electrolyte used in the examples is HCl, and the solvent is water (H 2 O).

반응식은 다음과 같다. The reaction formula is as follows.

HCl---> H+ + Cl- HCl ---> H + + Cl -

2Cl- --> Cl2 + 2e- - > Cl < 2 > + 2e -

2H+ + 2e- --> H2 ↑ 2H + + 2e- -> H 2 ↑

Cl2 + H2O --> HOCl + HClCl 2 + H 2 O -> HOCl + HCl

상기 배출부(500)는 상부의 격막부(400')를 구성하는 상부 격막(490)이 토출구(520)를 향해 상향 경사지게 형성된다. The upper part diaphragm 490 constituting the diaphragm part 400 'of the upper part of the discharge part 500 is formed to be inclined upward toward the discharge port 520.

도 1을 참조하면, 상부 격막(490)이 좌측으로 갈수록 상향 경사지게 형성됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 1, it can be seen that the upper diaphragm 490 is formed with an upward slope toward the left.

토출구(520)는 직경이 작게 형성되고, 토출구(520)의 외측으로는 용매가 흐르도록 하여 토출되는 가스의 유속이 증가되도록 한 것이다. The discharge port 520 is formed to have a small diameter and the solvent flows to the outside of the discharge port 520 to increase the flow rate of the discharged gas.

양극전극패널(220)의 상단부(225)는 상부 격막(490)의 일단부, 즉 토출구(520) 보다 돌출되어 형성됨으로써 탱크(100)의 내벽과의 간격이 좁혀지게 되어 제1유로(t1)가 형성되고, 이 좁은 제1유로(t1)를 통과하는 과정에서 유속은 빨라지게 된다. The upper end 225 of the anode electrode panel 220 is protruded from one end of the upper diaphragm 490 or the discharge port 520 to narrow the gap between the upper end of the upper diaphragm 490 and the inner wall of the tank 100, And the flow velocity in the course of passing through the narrow first flow path t1 is accelerated.

음극전극패널(240)의 상단은 상부 격막과 동일한 높이로 형성되도록 하여 탱크(100)의 내벽과의 간격이 넓은 제2유로(t2)가 형성됨으로써 이 제2유로(t2)를 지나갈때는 유속이 느려지게 된다. The upper end of the cathode electrode panel 240 is formed at the same height as the upper diaphragm to form a second flow path t2 having a larger distance from the inner wall of the tank 100. Thus, when passing through the second flow path t2, It will slow down.

격막부(400')에서는 전기분해가 진행되고, 발생한 기체가 격막에 의해 바로 빠져나가지 못하고 용액에 재용해된다. In the diaphragm 400 ', electrolysis proceeds and the generated gas is not immediately released by the diaphragm but is reused in the solution.

메쉬전극부(300')에서는 HCl이 전기분해되서 H2, Cl2 가 활발히 발생된다. In the mesh electrode unit 300 ', HCl is electrolyzed and H 2 and Cl 2 are actively generated.

한편 베르누이 원리에 의해 배출부(500)의 토출구(520)로부터 배출되는 기체(H2)가 전해부(200)를 빠져나와 용매인 물에 혼합된다. On the other hand, the gas H 2 discharged from the discharge port 520 of the discharging part 500 by the Bernoulli principle is discharged from the electrolytic part 200 and mixed with the solvent water.

즉, 전해부(200) 내,외부의 압력차이와, 외부 용매의 흐름에 의해 기체가 동반 배출될 수 있는 것이다. That is, the gas can be discharged together with the external pressure difference in the electrolytic unit 200 and the flow of the external solvent.

제1유로(t1)에서의 유속은 매우 빠르게 되고, 이 빨라진 유속에 토출구(520)에 흡입력이 생성되어 기체를 끌어당기게 되므로 토출구(520)를 통한 기체의 배출이 촉진될 수 있다. The flow velocity at the first flow path t1 is very fast and the suction force is generated at the discharge port 520 at this faster flow rate and attracts the gas so that the discharge of the gas through the discharge port 520 can be promoted.

양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240)의 내면과, 양극메쉬전극(310)과 음극메쉬전극(330)의 표면에 피막(W1)이 형성된다. The coating W1 is formed on the inner surfaces of the anode electrode panel 220 and the cathode electrode panel 240 and on the surfaces of the anode mesh electrode 310 and the cathode mesh electrode 330. [

피막(W1)은 냉각열을 전해부(200)에 전달할 수 있되 부식은 방지하는 소재로 형성된다. The coating film W1 is formed of a material capable of transmitting cooling heat to the electrolytic unit 200 but preventing corrosion.

또한 피막(W1)은 전도성 불용성 물질이 코팅되어 형성된다.The coating W1 is formed by coating a conductive insoluble material.

전도성 불용성 물질은 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 백금(Pt) 등이 적용된다. Examples of the conductive insoluble material include ruthenium (Ru), iridium (Ir), platinum (Pt), and the like.

양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240)은 티타늄(Ti)이다. The anode electrode panel 220 and the cathode electrode panel 240 are made of titanium (Ti).

한편 양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240), 상부 격막(490)의 외면에는 용매(찬물)와 만나는 부분을 보호하도록 비전도성 피막(W2)이 형성된다.The nonconductive coating W2 is formed on the outer surfaces of the anode electrode panel 220, the cathode electrode panel 240 and the upper diaphragm 490 so as to protect the portion where the solvent (cold water) meets.

비전도성 피막(W2)은 산화티타늄(TiO2), 테프론, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 그룹에서 택일되며, 이를 이용한 폴리머 피막으로 코팅하여 열전달은 가능하나 부식을 막고 추가의 전기반응을 차단하도록 한다. The nonconductive coating (W2) is selected from titanium oxide (TiO2), Teflon, polypropylene (PP) and polyethylene (PE) groups and coated with a polymer film to prevent heat corrosion. .

한편 다른 실시예(A3)에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 일측의 인입구(120)를 통해 용매가 공급되고 내부에 저장된 후 타측의 인출구(140)를 통해 배출되며, 또다른 일측에 형성된 투입구(250)를 통해 전해질이 투입되도록 한 탱크(100); 탱크(100)의 내부에 형성되며, 전해질이 순차적으로 통과하도록 메쉬전극부(300)와 격막부(400)가 다수개로 교호 형성되어 다층으로 이루어진 전해부(200'); 전해부(200')의 상부에 전해된 가스가 배출되도록 토출구(520)가 형성된 배출부(500);를 포함하여 구성된다. According to another embodiment (A3), as shown in FIG. 3, the solvent is supplied through the inlet 120 on one side and stored inside, then discharged through the outlet 140 on the other side, A tank 100 through which the electrolyte is injected through the inlet 250; An electrolytic unit 200 'formed in the tank 100 and having a plurality of mesh electrode units 300 and diaphragm units 400 formed alternately so that electrolytes sequentially pass therethrough; And a discharge unit 500 having a discharge port 520 for discharging the electrolytic gas to the upper part of the electrolytic unit 200 '.

전해부(200')는 탱크(100)의 내부에 이격되어 통체로 이루어진다.The electrolytic unit 200 'is separated from the inside of the tank 100 and made of a cylinder.

전해부(200')는 하부에는 투입구(250)와 통하는 유입관(280)이 형성되어 전해질이 하부에서 상부로 이동되도록 메쉬전극부(300)와 격막부(400)가 종방향으로 배열되어 형성될 수 있다. The electrolyte electrode unit 300 and the diaphragm unit 400 are arranged in the longitudinal direction so that the electrolytic unit 200 'has an inlet pipe 280 communicating with the inlet 250 at the lower part thereof, .

상기 메쉬전극부(300)는, 전해부(200)의 양극전극패널(220)에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 양극메쉬전극(310)과, 전해부(200)의 음극전극패널(240)에 일단이 연결되며 양극메쉬전극(310)과 평행하게 형성되는 음극메쉬전극(330)을 포함하여 구성된다. The mesh electrode unit 300 includes a cathode mesh electrode 310 having one end connected to the anode electrode panel 220 of the electrolysis unit 200 and a cathode mesh electrode 310 connected to the cathode electrode panel 240 of the electrolysis unit 200, And a cathode mesh electrode 330 connected at one end to the anode mesh electrode 310 and parallel to the anode mesh electrode 310.

상기 메쉬전극부(300)는 양극메쉬전극(310)의 타단과 음극전극패널(330) 사이에 제1유로(U1)가 형성되고, 상기 음극메쉬전극(330)의 타단과 양극전극패널(220) 사이에 제2유로(U2)가 형성되어 이루어진다. The mesh electrode unit 300 has a first flow path U1 formed between the other end of the anode mesh electrode 310 and the cathode electrode panel 330 and the other end of the anode mesh electrode 330 and the anode electrode panel 220 The second flow path U2 is formed.

상기 양극메쉬전극(310) 및 음극메쉬전극(330)은 다수의 통공이 형성되어 전해질이 통과될 수 있고, 전기가 인가되는 도체로 이루어진다. The anode mesh electrode 310 and the cathode mesh electrode 330 are formed of a conductor through which a plurality of through holes are formed to allow an electrolyte to pass therethrough and to which electricity is applied.

전해질은 양극메쉬전극(310) 및 음극메쉬전극(330)은 다수의 통공을 통과하면서 전기가 인가되어 분해반응을 일으키게 된다.In the electrolyte, the positive electrode mesh electrode 310 and the negative electrode mesh electrode 330 pass through a plurality of through holes and electricity is applied to cause a decomposition reaction.

분해되지 않은 전해질은 제1유로(U1)를 경유한 후 제2유로(U2)를 통과하여 격막부(400)로 이동하게 된다. The undissolved electrolyte passes through the first flow path U1 and then through the second flow path U2 to the diaphragm 400. [

격막부(400)는, 전해부(200)의 양극전극패널(220)에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 제1격막(420)과, 전해부(200')의 음극전극패널(240)에 일단이 연결되며 제1격막(420)과 평행하게 형성되는 제2격막(440)을 포함하여 구성된다. The diaphragm 400 includes a first diaphragm 420 connected at one end to the anode electrode panel 220 of the electrolytic unit 200 and formed horizontally and a first diaphragm 420 connected to the cathode electrode panel 240 of the electrolytic unit 200 ' And a second diaphragm 440 connected at one end thereof and formed in parallel with the first diaphragm 420.

제1격막(420)의 타단이 음극전극패널(240)과 이격되어 제3유로(U3)가 형성된다.The other end of the first diaphragm 420 is separated from the cathode electrode panel 240 to form a third flow path U3.

제2격막(440)의 타단이 양극전극패널(220)과 이격되어 제4유로(U4)가 형성된다.The other end of the second diaphragm 440 is spaced apart from the anode electrode panel 220 to form a fourth flow path U4.

제3유로(U3)와 제4유로(U4)를 분해되지 않은 전해질이 통과하게 된다. 전해질이 통과하는 동안 제1격막(420) 및 제2격막(440)의 표면에 접촉되는 전해질은 전기 인가에 의해 분해반응을 일으키게 된다. The undissolved electrolyte passes through the third flow path U3 and the fourth flow path U4. The electrolyte that is in contact with the surfaces of the first diaphragm 420 and the second diaphragm 440 during the passage of the electrolyte causes a decomposition reaction by the application of electricity.

실시예에 적용되는 전해질은 HCl이고, 용매는 물(H20)이다. The electrolyte used in the examples is HCl, and the solvent is water (H 2 O).

반응식은 다음과 같다. The reaction formula is as follows.

HCl---> H+ + Cl- HCl ---> H + + Cl -

2Cl- --> Cl2 + 2e- - > Cl < 2 > + 2e -

2H+ + 2e- --> H2 ↑ 2H + + 2e- -> H 2 ↑

Cl2 + H2O --> HOCl + HClCl 2 + H 2 O -> HOCl + HCl

상기 배출부(500)는 상부의 격막부(400)를 구성하는 상부 격막(490)이 토출구(520)를 향해 상향 경사지게 형성된다. The upper part diaphragm 490 constituting the diaphragm part 400 of the upper part of the discharge part 500 is formed to be inclined upward toward the discharge port 520.

도 3을 참조하면, 상부 격막(490)이 좌측으로 갈수록 상향 경사지게 형성됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the upper diaphragm 490 is formed with an upward slope toward the left.

토출구(520)는 직경이 작게 형성되고, 토출구(520)의 외측으로는 용매가 흐르도록 하여 토출되는 가스의 유속이 증가되도록 한 것이다. The discharge port 520 is formed to have a small diameter and the solvent flows to the outside of the discharge port 520 to increase the flow rate of the discharged gas.

양극전극패널(220)의 상단부(225)는 상부 격막(490)의 일단부, 즉 토출구(520) 보다 돌출되어 형성됨으로써 탱크(100)의 내벽과의 간격이 좁혀지게 되어 제1유로(t1)가 형성되고, 이 좁은 제1유로(t1)를 통과하는 과정에서 유속은 빨라지게 된다. The upper end 225 of the anode electrode panel 220 is protruded from one end of the upper diaphragm 490 or the discharge port 520 to narrow the gap between the upper end of the upper diaphragm 490 and the inner wall of the tank 100, And the flow velocity in the course of passing through the narrow first flow path t1 is accelerated.

음극전극패널(240)의 상단은 상부 격막과 동일한 높이로 형성되도록 하여 탱크(100)의 내벽과의 간격이 넓은 제2유로(t2)가 형성됨으로써 이 제2유로(t2)를 지나갈때는 유속이 느려지게 된다. The upper end of the cathode electrode panel 240 is formed at the same height as the upper diaphragm to form a second flow path t2 having a larger distance from the inner wall of the tank 100. Thus, when passing through the second flow path t2, It will slow down.

격막부(400)에서는 전기분해가 진행되고, 발생한 기체가 격막에 의해 바로 빠져나가지 못하고 용액에 재용해된다. In the diaphragm 400, electrolysis proceeds, and the generated gas is not immediately released by the diaphragm but is reused in the solution.

메쉬전극부(300)에서는 HCl이 전기분해되서 H2, Cl2 가 활발히 발생된다. In the mesh electrode unit 300, HCl is electrolyzed and H 2 and Cl 2 are actively generated.

한편 베르누이 원리에 의해 배출부(500)의 토출구(520)로부터 배출되는 기체(H2)가 전해부(200)를 빠져나와 용매인 물에 혼합된다. On the other hand, the gas H 2 discharged from the discharge port 520 of the discharging part 500 by the Bernoulli principle is discharged from the electrolytic part 200 and mixed with the solvent water.

즉, 전해부(200) 내,외부의 압력차이와, 외부 용매의 흐름에 의해 기체가 동반 배출될 수 있는 것이다. That is, the gas can be discharged together with the external pressure difference in the electrolytic unit 200 and the flow of the external solvent.

제1유로(t1)에서의 유속은 매우 빠르게 되고, 이 빨라진 유속에 토출구(520)에 흡입력이 생성되어 기체를 끌어당기게 되므로 토출구(520)를 통한 기체의 배출이 촉진될 수 있다. The flow velocity at the first flow path t1 is very fast and the suction force is generated at the discharge port 520 at this faster flow rate and attracts the gas so that the discharge of the gas through the discharge port 520 can be promoted.

양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240)의 내면과, 양극메쉬전극(310)과 음극메쉬전극(330)의 표면에 피막(W1)이 형성된다. The coating W1 is formed on the inner surfaces of the anode electrode panel 220 and the cathode electrode panel 240 and on the surfaces of the anode mesh electrode 310 and the cathode mesh electrode 330. [

피막(W1)은 냉각열을 전해부(200)에 전달할 수 있되 부식은 방지하는 소재로 형성된다. The coating film W1 is formed of a material capable of transmitting cooling heat to the electrolytic unit 200 but preventing corrosion.

또한 피막(W1)은 전도성 불용성 물질이 코팅되어 형성된다.The coating W1 is formed by coating a conductive insoluble material.

전도성 불용성 물질은 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 백금(Pt) 등이 적용된다. Examples of the conductive insoluble material include ruthenium (Ru), iridium (Ir), platinum (Pt), and the like.

양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240)은 티타늄(Ti)이다. The anode electrode panel 220 and the cathode electrode panel 240 are made of titanium (Ti).

한편 양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240), 상부 격막(490)의 외면에는 용매(찬물)와 만나는 부분을 보호하도록 비전도성 피막(W2)이 형성된다.The nonconductive coating W2 is formed on the outer surfaces of the anode electrode panel 220, the cathode electrode panel 240 and the upper diaphragm 490 so as to protect the portion where the solvent (cold water) meets.

비전도성 피막(W2)은 산화티타늄(TiO2), 테프론, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 그룹에서 택일되며, 이를 이용한 폴리머 피막으로 코팅하여 열전달은 가능하나 부식을 막고 추가의 전기반응을 차단하도록 한다. The nonconductive coating (W2) is selected from titanium oxide (TiO2), Teflon, polypropylene (PP) and polyethylene (PE) groups and coated with a polymer film to prevent heat corrosion. .

한편 다른 실시예(A4)에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 일측의 인입구(120)를 통해 용매가 공급되고 내부에 저장된 후 타측의 인출구(140)를 통해 배출되며, 또다른 일측에 형성된 투입구(250)를 통해 전해질이 투입되도록 한 탱크(100); 탱크(100)의 내부에 형성되며, 전해질이 순차적으로 통과하도록 메쉬전극부(300)와 격막부(400)가 다수개로 교호 형성되어 다층으로 이루어진 전해부(200''); 전해부(200'')의 상부에 전해된 가스가 배출되도록 토출구(520)가 형성된 배출부(500);를 포함하여 구성된다. 4, the solvent is supplied through the inlet 120 on one side and stored inside, then discharged through the outlet 140 on the other side, and the solvent is discharged through the outlet 140 formed on the other side A tank 100 through which the electrolyte is injected through the inlet 250; An electrolytic unit 200 '' formed inside the tank 100 and having multiple layers of the mesh electrode unit 300 and the diaphragm units 400 interposed therebetween so that the electrolyte sequentially flows therethrough; And a discharge unit 500 having a discharge port 520 for discharging the electrolytic gas to the upper part of the electrolytic unit 200 ''.

전해부(200'')는 탱크(100)의 내부에 형성되며, 전해질이 횡방향으로 이동되도록 메쉬전극부(300)와 격막부(400)가 수직하게 형성되며 횡방향으로 배열되어 이루어진다. The electrolytic unit 200 '' is formed inside the tank 100, and the mesh electrode unit 300 and the diaphragm unit 400 are formed vertically and arranged in the lateral direction so that the electrolyte is moved in the lateral direction.

상기 메쉬전극부(300)는, 전해부(200)의 양극전극패널(220)에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 양극메쉬전극(310)과, 전해부(200)의 음극전극패널(240)에 일단이 연결되며 양극메쉬전극(310)과 평행하게 형성되는 음극메쉬전극(330)을 포함하여 구성된다. The mesh electrode unit 300 includes a cathode mesh electrode 310 having one end connected to the anode electrode panel 220 of the electrolysis unit 200 and a cathode mesh electrode 310 connected to the cathode electrode panel 240 of the electrolysis unit 200, And a cathode mesh electrode 330 connected at one end to the anode mesh electrode 310 and parallel to the anode mesh electrode 310.

상기 메쉬전극부(300)는 양극메쉬전극(310)의 타단과 음극전극패널(240) 사이에 제1유로(U1)가 형성되고, 상기 음극메쉬전극(330)의 타단과 양극전극패널(220) 사이에 제2유로(U2)가 형성되어 이루어진다. The mesh electrode unit 300 has a first flow path U1 formed between the other end of the anode mesh electrode 310 and the cathode electrode panel 240 and the other end of the anode mesh electrode 330 and the anode electrode panel 220 The second flow path U2 is formed.

상기 양극메쉬전극(310) 및 음극메쉬전극(330)은 다수의 통공이 형성되어 전해질이 통과될 수 있고, 전기가 인가되는 도체로 이루어진다. The anode mesh electrode 310 and the cathode mesh electrode 330 are formed of a conductor through which a plurality of through holes are formed to allow an electrolyte to pass therethrough and to which electricity is applied.

전해질은 양극메쉬전극(310) 및 음극메쉬전극(330)은 다수의 통공을 통과하면서 전기가 인가되어 분해반응을 일으키게 된다.In the electrolyte, the positive electrode mesh electrode 310 and the negative electrode mesh electrode 330 pass through a plurality of through holes and electricity is applied to cause a decomposition reaction.

분해되지 않은 전해질은 제1유로(U1)를 경유한 후 제2유로(U2)를 통과하여 격막부(400)로 이동하게 된다. The undissolved electrolyte passes through the first flow path U1 and then through the second flow path U2 to the diaphragm 400. [

격막부(400)는, 전해부(200)의 양극전극패널(220)에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 제1격막(420)과, 전해부(200)의 음극전극패널(240)에 일단이 연결되며 제1격막(420)과 평행하게 형성되는 제2격막(440)을 포함하여 구성된다. The diaphragm 400 includes a first diaphragm 420 connected at one end to the anode electrode panel 220 of the electrolytic unit 200 and horizontally connected to the cathode electrode panel 240 of the electrolytic unit 200, And a second diaphragm 440 connected to the first diaphragm 420 and formed in parallel with the first diaphragm 420.

제1격막(420)의 타단이 음극전극패널(240)과 이격되어 제3유로(U3)가 형성된다.The other end of the first diaphragm 420 is separated from the cathode electrode panel 240 to form a third flow path U3.

제2격막(440)의 타단이 양극전극패널(220)과 이격되어 제4유로(U4)가 형성된다.The other end of the second diaphragm 440 is spaced apart from the anode electrode panel 220 to form a fourth flow path U4.

제3유로(U3)와 제4유로(U4)를 분해되지 않은 전해질이 통과하게 된다. 전해질이 통과하는 동안 제1격막(420) 및 제2격막(440)의 표면에 접촉되는 전해질은 전기 인가에 의해 분해반응을 일으키게 된다. The undissolved electrolyte passes through the third flow path U3 and the fourth flow path U4. The electrolyte that is in contact with the surfaces of the first diaphragm 420 and the second diaphragm 440 during the passage of the electrolyte causes a decomposition reaction by the application of electricity.

실시예에 적용되는 전해질은 HCl이고, 용매는 물(H20)이다. The electrolyte used in the examples is HCl, and the solvent is water (H 2 O).

반응식은 다음과 같다. The reaction formula is as follows.

HCl---> H+ + Cl- HCl ---> H + + Cl -

2Cl- --> Cl2 + 2e- - > Cl < 2 > + 2e -

2H+ + 2e- --> H2 ↑ 2H + + 2e- -> H 2 ↑

Cl2 + H2O --> HOCl + HClCl 2 + H 2 O -> HOCl + HCl

상기 배출부(500)는 상부의 격막부(400)를 구성하는 상부 격막(490)이 토출구(520)를 향해 상향 경사지게 형성된다. The upper part diaphragm 490 constituting the diaphragm part 400 of the upper part of the discharge part 500 is formed to be inclined upward toward the discharge port 520.

도 4를 참조하면, 상부 격막(490)이 좌측으로 갈수록 상향 경사지게 형성됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the upper diaphragm 490 is formed with an upward slope toward the left.

토출구(520)는 직경이 작게 형성되고, 토출구(520)의 외측으로는 용매가 흐르도록 하여 토출되는 가스의 유속이 증가되도록 한 것이다. The discharge port 520 is formed to have a small diameter and the solvent flows to the outside of the discharge port 520 to increase the flow rate of the discharged gas.

양극전극패널(220)의 상단부(225)는 상부 격막(490)의 일단부, 즉 토출구(520) 보다 돌출되어 형성됨으로써 탱크(100)의 내벽과의 간격이 좁혀지게 되어 제1유로(t1)가 형성되고, 이 좁은 제1유로(t1)를 통과하는 과정에서 유속은 빨라지게 된다. The upper end 225 of the anode electrode panel 220 is protruded from one end of the upper diaphragm 490 or the discharge port 520 to narrow the gap between the upper end of the upper diaphragm 490 and the inner wall of the tank 100, And the flow velocity in the course of passing through the narrow first flow path t1 is accelerated.

음극전극패널(240)의 상단은 상부 격막과 동일한 높이로 형성되도록 하여 탱크(100)의 내벽과의 간격이 넓은 제2유로(t2)가 형성됨으로써 이 제2유로(t2)를 지나갈때는 유속이 느려지게 된다. The upper end of the cathode electrode panel 240 is formed at the same height as the upper diaphragm to form a second flow path t2 having a larger distance from the inner wall of the tank 100. Thus, when passing through the second flow path t2, It will slow down.

격막부(400)에서는 전기분해가 진행되고, 발생한 기체가 격막에 의해 바로 빠져나가지 못하고 용액에 재용해된다. In the diaphragm 400, electrolysis proceeds, and the generated gas is not immediately released by the diaphragm but is reused in the solution.

메쉬전극부(300)에서는 HCl이 전기분해되서 H2, Cl2 가 활발히 발생된다. In the mesh electrode unit 300, HCl is electrolyzed and H 2 and Cl 2 are actively generated.

한편 베르누이 원리에 의해 배출부(500)의 토출구(520)로부터 배출되는 기체(H2)가 전해부(200)를 빠져나와 용매인 물에 혼합된다. On the other hand, the gas H 2 discharged from the discharge port 520 of the discharging part 500 by the Bernoulli principle is discharged from the electrolytic part 200 and mixed with the solvent water.

즉, 전해부(200) 내,외부의 압력차이와, 외부 용매의 흐름에 의해 기체가 동반 배출될 수 있는 것이다. That is, the gas can be discharged together with the external pressure difference in the electrolytic unit 200 and the flow of the external solvent.

제1유로(t1)에서의 유속은 매우 빠르게 되고, 이 빨라진 유속에 토출구(520)에 흡입력이 생성되어 기체를 끌어당기게 되므로 토출구(520)를 통한 기체의 배출이 촉진될 수 있다. The flow velocity at the first flow path t1 is very fast and the suction force is generated at the discharge port 520 at this faster flow rate and attracts the gas so that the discharge of the gas through the discharge port 520 can be promoted.

양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240)의 내면과, 양극메쉬전극(310)과 음극메쉬전극(330)의 표면에 피막(W1)이 형성된다. The coating W1 is formed on the inner surfaces of the anode electrode panel 220 and the cathode electrode panel 240 and on the surfaces of the anode mesh electrode 310 and the cathode mesh electrode 330. [

피막(W1)은 냉각열을 전해부(200)에 전달할 수 있되 부식은 방지하는 소재로 형성된다. The coating film W1 is formed of a material capable of transmitting cooling heat to the electrolytic unit 200 but preventing corrosion.

또한 피막(W1)은 전도성 불용성 물질이 코팅되어 형성된다.The coating W1 is formed by coating a conductive insoluble material.

전도성 불용성 물질은 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 백금(Pt) 등이 적용된다. Examples of the conductive insoluble material include ruthenium (Ru), iridium (Ir), platinum (Pt), and the like.

양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240)은 티타늄(Ti)이다. The anode electrode panel 220 and the cathode electrode panel 240 are made of titanium (Ti).

한편 양극전극패널(220) 및 음극전극패널(240), 상부 격막(490)의 외면에는 용매(찬물)와 만나는 부분을 보호하도록 비전도성 피막(W2)이 형성된다.The nonconductive coating W2 is formed on the outer surfaces of the anode electrode panel 220, the cathode electrode panel 240 and the upper diaphragm 490 so as to protect the portion where the solvent (cold water) meets.

비전도성 피막(W2)은 산화티타늄(TiO2), 테프론, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 그룹에서 택일되며, 이를 이용한 폴리머 피막으로 코팅하여 열전달은 가능하나 부식을 막고 추가의 전기반응을 차단하도록 한다. The nonconductive coating (W2) is selected from titanium oxide (TiO2), Teflon, polypropylene (PP) and polyethylene (PE) groups and coated with a polymer film to prevent heat corrosion. .

비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, and all such changes and modifications are intended to be within the scope of the appended claims. It is self-evident.

100 : 탱크 200 : 전해부
300 : 메쉬전극부 220 : 양극전극패널
240 : 음극전극패널 310 : 양극메쉬전그
330 : 음극메쉬전극 400 : 격막부
420 : 제1격막 440 : 제2격막
500 : 배출부100: tank 200: electrolytic part
300: mesh electrode part 220: anode electrode panel
240: cathode electrode panel 310: anode mesh jig
330: cathode mesh electrode 400: diaphragm
420: first diaphragm 440: second diaphragm
500:

Claims (17)

일측의 인입구를 통해 용매가 공급되고 내부에 저장된 후 타측의 인출구를 통해 배출되며, 또다른 일측에 형성된 투입구를 통해 전해질이 투입되도록 한 탱크;
상기 탱크의 내부에 형성되며, 전해질이 순차적으로 통과하도록 메쉬전극부와 격막부가 다수개로 교호 형성되어 다층으로 이루어진 전해부;
상기 전해부의 상부에 전해된 가스가 배출되도록 토출구가 형성된 배출부;를 포함하고,
상기 배출부는
상부의 격막부를 구성하는 상부 격막이 토출구를 향해 상향 경사지게 형성되고,
상기 토출구의 외측으로 용매가 흐르도록 하여 토출되는 가스의 유속이 증가되도록 한 것이며,
상기 전해부의 메쉬전극부 및 격막부는 투입구로부터 상부 토출구로 갈수록 간격이 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치. A tank in which a solvent is supplied through an inlet of one side and stored inside, then discharged through a discharge port on the other side, and an electrolyte is introduced through a charging port formed on the other side;
An electrolytic layer formed in the interior of the tank and having a plurality of mesh electrodes and diaphragms alternately formed so as to sequentially pass electrolyte therethrough;
And a discharge unit having a discharge port for discharging the electrolytic gas to an upper part of the electrolytic unit,
The outlet
The upper diaphragm constituting the upper diaphragm is formed to be inclined upward toward the discharge port,
The solvent flows to the outside of the discharge port to increase the flow rate of the discharged gas,
Wherein the mesh electrode portion and the diaphragm portion of the electrolytic portion are formed to have a narrow gap from the charging port to the upper discharge port. 제 1항에 있어서,
상기 전해부는
소정 간격으로 이격 배치되어 탱크의 내부에 평행하게 형성되며 양극 전극과 음극 전극이 각기 인가되는 양극전극패널 및 음극전극패널;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치. The method according to claim 1,
The electrolytic unit
An anode electrode panel and a cathode electrode panel which are spaced apart from each other by a predetermined distance and are formed in parallel to the inside of the tank and to which an anode electrode and a cathode electrode are respectively applied;
Wherein the electrolytic solution is an electrolytic solution. 제 1항에 있어서,
상기 메쉬전극부는, 전해부의 양극전극패널에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 양극메쉬전극과, 전해부의 음극전극패널에 일단이 연결되며 양극메쉬전극과 평행하게 형성되는 음극메쉬전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치. The method according to claim 1,
The mesh electrode unit includes a cathode mesh electrode having one end connected to the cathode electrode panel of the electrolysis unit and formed horizontally, and a cathode mesh electrode connected at one end to the cathode electrode panel of the electrolysis unit and formed in parallel with the anode mesh electrode. Of the electrolytic solution. 제 2항에 있어서,
상기 격막부는,
상기 전해부의 양극전극패널에 일단이 연결되며 수평하게 형성되는 제1격막;
상기 전해부의 음극전극패널에 일단이 연결되며 제1격막과 평행하게 형성되는 제2격막;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치. 3. The method of claim 2,
The diaphragm portion
A first diaphragm connected at one end to the anode electrode panel of the electrolysis unit and formed horizontally;
A second diaphragm having one end connected to the cathode electrode panel of the electrolytic unit and formed in parallel with the first diaphragm;
Wherein the electrolytic solution is an electrolytic solution. 제 3항에 있어서,
상기 메쉬전극부는
양극메쉬전극의 타단과 음극전극패널 사이에 제1유로가 형성되고,
상기 음극메쉬전극의 타단과 양극전극패널 사이에 제2유로가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치. The method of claim 3,
The mesh electrode portion
A first flow path is formed between the other end of the anode mesh electrode and the cathode electrode panel,
And a second flow path is formed between the other end of the cathode mesh electrode and the anode electrode panel. 제 3항에 있어서,
상기 양극메쉬전극 및 음극메쉬전극은 다수의 통공이 형성되어 전해질이 통과될 수 있고, 전기가 인가되는 도체로 이루어진 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치. The method of claim 3,
Wherein the anode mesh electrode and the cathode mesh electrode are made of a conductor through which a plurality of holes are formed to allow electrolyte to pass therethrough and to which electric power is applied. 제 4항에 있어서,
상기 제1격막의 타단이 음극전극패널과 이격되어 형성되는 제3유로;
상기 제2격막의 타단이 양극전극패널과 이격되어 형성되는 제4유로;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치. 5. The method of claim 4,
A third flow path formed at the other end of the first diaphragm apart from the cathode electrode panel;
A fourth flow path formed at the other end of the second diaphragm apart from the anode electrode panel;
Wherein the electrolytic solution is an electrolytic solution. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 전해부는 상기 탱크의 내부에 이격되어 통체로 이루어지며, 하부에는 투입구와 통하는 유입관이 형성되어 전해질이 하부에서 상부로 이동되도록 메쉬전극부와 격막부가 종방향으로 배열되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치. The method according to claim 1,
Wherein the electrolytic unit is formed of a cylindrical body spaced apart from the inside of the tank and an inlet pipe communicating with a charging port is formed at the lower part so that the electrolyte is moved from the lower part to the upper part. Electrolysis apparatus for electrolyte. 제 1항에 있어서,
상기 전해부는
상기 탱크의 내부에 형성되며, 전해질이 횡방향으로 이동되도록 메쉬전극부와 격막부가 횡방향으로 배열되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치. The method according to claim 1,
The electrolytic unit
Wherein the mesh electrode part and the diaphragm part are formed in the tank so that the electrolyte is moved in the transverse direction. 제 3항에 있어서,
상기 양극전극패널 및 음극전극패널의 내면과, 양극메쉬전극과 음극메쉬전극의 표면에 피막이 형성되고, 상기 피막은 전도성 불용성 물질이 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치. The method of claim 3,
Wherein a coating is formed on inner surfaces of the anode electrode panel and the cathode electrode panel, on the surfaces of the anode mesh electrode and the cathode mesh electrode, and the coating is formed by coating a conductive insoluble material. 제 12항에 있어서,
상기 전도성 불용성 물질은 루테늄, 이리듐, 백금 중 택일되는 것을 특징으로 하는 전해질의 전기분해장치.



13. The method of claim 12,
Wherein the conductive insoluble material is selected from ruthenium, iridium, and platinum.



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