KR102216452B1 - Reverse electrodialysis battery and bio-implantable device - Google Patents

Reverse electrodialysis battery and bio-implantable device Download PDF

Info

Publication number
KR102216452B1
KR102216452B1 KR1020190143139A KR20190143139A KR102216452B1 KR 102216452 B1 KR102216452 B1 KR 102216452B1 KR 1020190143139 A KR1020190143139 A KR 1020190143139A KR 20190143139 A KR20190143139 A KR 20190143139A KR 102216452 B1 KR102216452 B1 KR 102216452B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ion exchange
electrolyte
exchange membrane
battery
reverse electrodialysis
Prior art date
Application number
KR1020190143139A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최지연
김동국
정남조
김한기
한지형
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020190143139A priority Critical patent/KR102216452B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102216452B1 publication Critical patent/KR102216452B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/22—Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising carbon or oxygen or hydrogen and other elements; Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising only elements other than carbon, oxygen or hydrogen
    • H01M8/227—Dialytic cells or batteries; Reverse electrodialysis cells or batteries
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6847—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive mounted on an invasive device
    • A61B5/686—Permanently implanted devices, e.g. pacemakers, other stimulators, biochips
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/14244—Pressure infusion, e.g. using pumps adapted to be carried by the patient, e.g. portable on the body
    • A61M5/14276—Pressure infusion, e.g. using pumps adapted to be carried by the patient, e.g. portable on the body specially adapted for implantation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0204—Operational features of power management
    • A61B2560/0214—Operational features of power management of power generation or supply
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/82—Internal energy supply devices
    • A61M2205/8206—Internal energy supply devices battery-operated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

The present invention relates to a reverse electrostatic dialysis battery having a new structure which is easy to produce and has improved usability by reducing a stacked structure. The battery is used to supply power to a device used in a liquid having an electrolyte dispersed therein, and comprises: a pair of electrodes; two electrolyte layers formed at each of the two electrodes and spaced apart from each other; and two ion exchange membranes for covering each of the two electrolyte layers. One of the two ion exchange membranes is an ion exchange membrane for exchanging positive ions, and the other is an ion exchange membrane for exchanging negative ions. The ion exchange membranes contact a liquid filled around a device, and the electrolyte layers have a higher concentration than the electrolyte contained in the liquid filled around the device. According to the present invention, an electrode, and a half-cell composed of an electrolyte layer and an ion exchange membrane are stacked while being spaced apart, and thus a stacked structure constitutes a relatively simple reverse electrostatic dialysis battery, which makes production relatively easy. In addition, since a stacked structure is relatively simple, a reverse electrostatic dialysis battery can be easily produced by using a biocompatible or biodegradable materials with low processability. Moreover, a relatively simple stacked structure allows thin production using a flexible material, and thus the battery of the present invention can be applied as a battery for a wearable device.

Description

역전기 투석 배터리 및 이를 이용한 생체 이식용 디바이스{REVERSE ELECTRODIALYSIS BATTERY AND BIO-IMPLANTABLE DEVICE}Reverse electric dialysis battery and device for living body using the same {REVERSE ELECTRODIALYSIS BATTERY AND BIO-IMPLANTABLE DEVICE}

본 발명은 역전기 투석 방식의 배터리에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 적층구조를 단순화하여 제작이 용이하고 재질이 제한이 적어서 활용성이 향상된 역전기 투석 배터리에 관한 것이다.The present invention relates to a reverse electrodialysis battery, and more particularly, to a reverse electrodialysis battery with improved utility due to a simplified stacking structure, easy fabrication, and limited material.

일반적으로 인체의 체내에 대한 치료는 수술 등의 외부 침습에 의한 경우를 제외하면 약물에 의한 치료 방법으로 제한되고 있다.In general, treatment of the body of the human body is limited to treatment with drugs except for external invasion such as surgery.

최근에는 약물의 직접적인 주입이나 인체 내부에 직접적인 치료를 수행하거나 생체 신호의 감지 기능을 수행하기 위하여 생체에 이식되어 동작하는 장치에 대한 연구가 지속되고 있으며, 정보 등을 저장할 수 있는 생체 이식 칩을 이용한 다양한 기술에 대한 연구가 이루어지고 있다.Recently, research on devices that are implanted and operated in a living body to perform direct injection of drugs, direct treatment inside the human body, or perform a function of detecting a bio-signal is ongoing, and a bio-implantation chip that can store information is used. Research on various technologies is being conducted.

생체 내부에 이식된 장치들 중에는 동작을 위한 전기 에너지의 공급이 필요한 경우가 많으며, 그에 따라서 인체 내부에 이식되는 장치에 에너지를 공급하기 위한 배터리가 개발되고 있다.Among devices implanted inside a living body, it is often necessary to supply electrical energy for operation, and accordingly, batteries for supplying energy to devices implanted inside the human body have been developed.

역전기 투석(RED, reverse electrodialysis)은 염분의 농도 차이에 의해서 발전이 수행되는 발전 장치로서, 최근 생체 이식 칩 등에 전기를 공급하기 위한 배터리로 많이 적용되고 있다.(대한민국 공개특허 10-2019-0086409)Reverse electrodialysis (RED) is a power generation device in which power generation is performed by a difference in salt concentration, and has recently been widely applied as a battery for supplying electricity to a living body implanted chip, etc. (Republic of Korea Patent Publication 10-2019-0086409) )

현재 생체 내에 이식되는 장치에 사용되는 역전기 투석 배터리는, 대향되어 배치된 2개의 전극 사이에 복수의 층이 적층 삽입된 구조이며, 최소한 제1전극/제1전해질층/양이온교환막/제2전해질층/음이온교환막/제1전해질층/제2전극을 포함하여 구성된다. 특히 발전량을 늘리기 위하여 전극의 사이에 위치하는 이온교환막과 전해질층을 반복하여 적층하고 있다.The reverse electrodialysis battery currently used in a device implanted in a living body has a structure in which a plurality of layers are stacked and inserted between two electrodes arranged oppositely, and at least a first electrode / a first electrolyte layer / a cation exchange membrane / a second electrolyte Layer/anion exchange membrane/first electrolyte layer/second electrode. In particular, in order to increase the amount of power generation, an ion exchange membrane and an electrolyte layer positioned between electrodes are repeatedly stacked.

생체 이식 칩 등에 적용하기 위하여 매우 작은 크기로 제작되는 역전기 투석 배터리의 경우, 상기한 적층 구조에 의해서 제조과정이 매우 어려운 문제가 있다. 특히, 사용이 끝난 이우에는 제거가 어려운 문제를 해결하기 위해, 인체 내부에서 자연적으로 분해되는 생분해성 물질을 사용하여 역전기 투석 배터리를 제작하는 경우에는 더욱 제작이 어려운 문제가 있다.In the case of a reverse electrodialysis battery manufactured in a very small size for application to a living body implanted chip, etc., the manufacturing process is very difficult due to the above-described stacked structure. In particular, in order to solve the problem that is difficult to remove the used yiwoo, there is a problem that is more difficult to manufacture in the case of manufacturing a reverse electrodialysis battery using a biodegradable material that is naturally degraded inside the human body.

대한민국 공개특허 10-2019-0086409Republic of Korea Patent Publication 10-2019-0086409

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 적층 구조를 줄여서 제조가 용이하고 활용성이 향상된 새로운 구조의 역전기 투석 배터리를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a reverse electrodialysis battery having a new structure that is easy to manufacture and improves usability by reducing the stacked structure as to solve the problems of the prior art.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 역전기 투석 배터리는, 전해질이 분산된 액체 내에서 사용되는 장치에 전원을 공급하기 위한 배터리로서, 한 쌍의 전극; 2개의 전극 각각에 형성되어 서로 이격된 2개의 전해질층; 2개의 전해질층 각각을 덮는 2개의 이온교환막을 포함하며, 2개의 이온교환막 중에 하나는 양이온을 교환하는 이온교환막이고 다른 하는 음이온을 교환하는 이온교환막이고, 상기 이온교환막은 장치 주변에 채워진 액체에 접촉하며, 상기 전해질층은 장치 주변에 채워진 액체에 포함된 전해질보다 농도가 높은 것을 특징으로 한다.A reverse electrodialysis battery according to the present invention for achieving the above object is a battery for supplying power to a device used in a liquid in which an electrolyte is dispersed, comprising: a pair of electrodes; Two electrolyte layers formed on each of the two electrodes and spaced apart from each other; It includes two ion exchange membranes covering each of the two electrolyte layers, one of the two ion exchange membranes is an ion exchange membrane for exchanging cations and the other is an ion exchange membrane for exchanging anions, and the ion exchange membrane is in contact with the liquid filled around the device. And, the electrolyte layer is characterized in that the concentration is higher than the electrolyte contained in the liquid filled around the device.

본 발명의 발명자들은 생체 이식된 디바이스가 혈액 등과 같은 전해질이 분산된 액체 내에서 사용됨을 고려하여, 별도의 저농도층을 적층하지 않고 고농도 전해질층을 감싸는 이온교환막이 혈액 등과 같은 주변의 액체에 직접 접촉하도록 구성하였다. 이때, 전극과 전해질층 및 이온교환막으로 구성된 반쪽셀 2개를 각각 형성함으로써, 적층 구조를 크게 단순화 시킬 수 있었다.The inventors of the present invention consider that the implanted device is used in a liquid in which an electrolyte such as blood is dispersed, and the ion exchange membrane surrounding the high concentration electrolyte layer directly contacts the surrounding liquid, such as blood, without laminating a separate low concentration layer. It was configured to be. At this time, by forming two half-cells each composed of an electrode, an electrolyte layer, and an ion exchange membrane, the stacked structure could be greatly simplified.

상기 전극은 회로 패턴이 형성된 기판의 표면에 형성될 수 있다.The electrode may be formed on the surface of the substrate on which the circuit pattern is formed.

상기 전해질층은 액체를 담지할 수 있는 물질에 전해액이 담지된 구조일 수 있으며, 액체를 담지할 수 있는 물질이 하이드로겔을 포함하는 고분자 재질일 수 있다.The electrolyte layer may have a structure in which an electrolyte is supported on a material capable of supporting a liquid, and a material capable of supporting the liquid may be a polymer material including a hydrogel.

음이온을 교환하는 이온교환막이 음이온교환관능기로 트리메틸암모늄 클로라이드를 측쇄로 갖는 고분자 재질일 수 있다.The ion exchange membrane for exchanging anions may be a polymer material having trimethylammonium chloride as a side chain as an anion exchange functional group.

양이온을 교환하는 이온교환막이 양이온교환관능기로 카복실산을 측쇄로 갖는 고분자 재질일 수 있다.The ion exchange membrane for exchanging cation may be a polymer material having a carboxylic acid as a side chain as a cation exchange functional group.

본 발명의 다른 형태에 의한 역전기 투석 배터리는, 한 쌍의 전극; 2개의 전극 각각에 형성되어 서로 이격된 2개의 고농도 전해질층; 2개의 전해질층 각각을 덮는 2개의 이온교환막; 및 상기 이온교환막 주변에 채워진 저농도 전해질 영역을 포함하며, 2개의 이온교환막 중에 하나는 양이온을 교환하는 이온교환막이고 다른 하는 음이온을 교환하는 이온교환막이고, 상기 이온교환막은 상기 저농도 전해질 영역에 접촉하며, 상기 고농도 전해질층은 상기 저농도 전해질 영역보다 농도가 높은 것을 특징으로 한다.A reverse electrodialysis battery according to another aspect of the present invention includes a pair of electrodes; Two high concentration electrolyte layers formed on each of the two electrodes and spaced apart from each other; Two ion exchange membranes covering each of the two electrolyte layers; And a low concentration electrolyte region filled around the ion exchange membrane, wherein one of the two ion exchange membranes is an ion exchange membrane for exchanging cations and the other is an ion exchange membrane for exchanging anions, and the ion exchange membrane is in contact with the low concentration electrolyte region, The high concentration electrolyte layer is characterized in that the concentration is higher than the low concentration electrolyte region.

본 발명의 발명자들은 적층구조가 단순화된 역전기 투석 배터리의 경우에 소재의 제한이 적어서 유연성 재질 등으로 제작이 가능한 점을 확인하였고, 웨어러블 장치의 배터리로서 적용할 수 있는 역전기 투석 배터리를 도출하였다. 자체적으로 저농도 영역을 구비함으로써, 전해질이 분산된 액체 내부에서만 사용되는 것이 아니고 일반적인 사용이 가능하다.The inventors of the present invention confirmed that in the case of a reverse electrodialysis battery with a simplified stack structure, it is possible to manufacture a flexible material, etc. due to the small material limitation, and derive a reverse electrodialysis battery that can be applied as a battery of a wearable device. . By itself having a low concentration region, it is not only used inside the liquid in which the electrolyte is dispersed, but general use is possible.

상기 전극은 회로 패턴이 형성된 기판의 표면에 형성될 수 있다.The electrode may be formed on the surface of the substrate on which the circuit pattern is formed.

상기 고농도 전해질층은 액체를 담지할 수 있는 물질에 전해액이 담지된 구조일 수 있으며, 액체를 담지할 수 있는 물질이 하이드로겔을 포함하는 고분자 재질일 수 있다.The high-concentration electrolyte layer may have a structure in which an electrolyte is supported on a material capable of supporting a liquid, and a material capable of supporting the liquid may be a polymer material including a hydrogel.

음이온을 교환하는 이온교환막이 음이온교환관능기로 트리메틸암모늄 클로라이드를 측쇄로 갖는 고분자 재질일 수 있다.The ion exchange membrane for exchanging anions may be a polymer material having trimethylammonium chloride as a side chain as an anion exchange functional group.

양이온을 교환하는 이온교환막이 양이온교환관능기로 카복실산을 측쇄로 갖는 고분자 재질일 수 있다.The ion exchange membrane for exchanging cation may be a polymer material having a carboxylic acid as a side chain as a cation exchange functional group.

본 발명의 또 다른 형태에 의한 집적형 역전기 투석 배터리는, 전기회로 패턴이 형성된 기판; 및 상기 기판 상에 형성되어 전기회로 패턴과 전극이 연결된 복수의 단위셀을 포함하며, 상기 단위셀은, 한 쌍의 전극; 2개의 전극 각각에 형성되어 서로 이격된 2개의 전해질층; 2개의 전해질층 각각을 덮는 2개의 이온교환막을 포함하며, 2개의 이온교환막 중에 하나는 양이온을 교환하는 이온교환막이고 다른 하는 음이온을 교환하는 이온교환막이고, 상기 이온교환막은 주변에 채워진 전해질이 분산된 액체에 접촉하며, 상기 전해질층은 주변에 채워진 액체에 포함된 전해질보다 농도가 높은 것을 특징으로 한다.An integrated reverse electrodialysis battery according to another aspect of the present invention includes: a substrate on which an electric circuit pattern is formed; And a plurality of unit cells formed on the substrate and connected to an electric circuit pattern and an electrode, wherein the unit cell comprises: a pair of electrodes; Two electrolyte layers formed on each of the two electrodes and spaced apart from each other; It includes two ion exchange membranes covering each of the two electrolyte layers, one of the two ion exchange membranes is an ion exchange membrane for exchanging cations and the other is an ion exchange membrane for exchanging anions, and the ion exchange membrane is a dispersed electrolyte. In contact with the liquid, the electrolyte layer is characterized in that the concentration is higher than the electrolyte contained in the liquid filled around.

본 발명의 역전기 투석 배터리는, 종래의 적층방식과 달리 적층 개수를 조절할 수는 없지만, 회로패턴이 형성된 기판에 복수의 단위셀을 형성하는 방법으로 집적화된 역전기 투석 배터리를 구성할 수 있다.Unlike the conventional stacking method, the reverse electrodialysis battery of the present invention cannot adjust the number of stacks, but an integrated reverse electrodialysis battery can be constructed by forming a plurality of unit cells on a substrate on which a circuit pattern is formed.

상기 전기회로 패턴의 형태에 의해서, 복수의 단위셀들이 직렬 또는 병렬로 연결된 구조일 수 있다.According to the shape of the electric circuit pattern, a plurality of unit cells may be connected in series or in parallel.

본 발명의 마지막 형태에 의한 생체 이식용 디바이스는, 생체에 이식되어 전해질이 분산된 액체 내에서 사용되며, 디바이스에 전기를 공급하기 위한 배터리를 포함하는 생체 이식용 디바이스로서, 상기 배터리가, 한 쌍의 전극; 2개의 전극 각각에 형성되어 서로 이격된 2개의 전해질층; 2개의 전해질층 각각을 덮는 2개의 이온교환막을 포함하며, 2개의 이온교환막 중에 하나는 양이온을 교환하는 이온교환막이고 다른 하는 음이온을 교환하는 이온교환막이고, 상기 이온교환막은 디바이스 주변에 채워진 액체에 접촉하며, 상기 전해질층은 디바이스 주변에 채워진 액체에 포함된 전해질보다 농도가 높은 것을 특징으로 한다.The device for implantation in a living body according to the last aspect of the present invention is a device for implantation in a living body and used in a liquid in which an electrolyte is dispersed, and includes a battery for supplying electricity to the device, wherein the battery comprises a pair of Of the electrode; Two electrolyte layers formed on each of the two electrodes and spaced apart from each other; It includes two ion exchange membranes covering each of the two electrolyte layers, one of the two ion exchange membranes is an ion exchange membrane for exchanging cations and the other is an ion exchange membrane for exchanging anions, and the ion exchange membrane is in contact with the liquid filled around the device. And, the electrolyte layer is characterized in that the concentration is higher than the electrolyte contained in the liquid filled around the device.

상기 디바이스는 생체 내부에서 치료를 수행하는 치료 장치일 수 있다.The device may be a treatment device that performs treatment inside a living body.

상기 디바이스는 생체 내부에서 약물을 전달하는 약물 전달 장치일 수 있다.The device may be a drug delivery device that delivers a drug inside a living body.

상기 디바이스는 생체 내부에서 생체 신호를 감지하는 생체 센서일 수 있다.The device may be a biometric sensor that detects a biometric signal inside a living body.

상기 디바이스는 생체 이식칩일 수 있다.The device may be a bio-implantation chip.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 전극과 전해질층 및 이온교환막으로 구성된 반쪽셀을 이격하여 적층함으로써, 적층구조가 상대적으로 단순한 역전기 투석 배터리를 구성하여 제조가 상대적으로 용이해지는 효과가 있다.The present invention constructed as described above has an effect of relatively easy manufacturing by constructing a reverse electrodialysis battery having a relatively simple stacked structure by stacking the half-cells composed of the electrode, the electrolyte layer, and the ion exchange membrane apart from each other.

또한, 적층 구조가 상대적으로 간단하기 때문에 가공성이 낮은 생체 친화적 소재 또는 생분해성 소재를 사용하여 역전기 투석 배터리를 제조하기 쉬워지는 효과가 있다.In addition, since the stacked structure is relatively simple, there is an effect that it becomes easier to manufacture a reverse electrodialysis battery using a bio-friendly material or a biodegradable material having low processability.

나아가 상대적으로 간단한 적층구조로 인하여 유연성의 소재를 사용하여 얇게 제작할 수 있기 때문에 웨어러블 장치의 배터리로 적용할 수 있다.Furthermore, due to the relatively simple stacking structure, it can be applied as a battery of a wearable device because it can be manufactured thinly using a flexible material.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 역전기 투석 배터리의 단위셀 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 역전기 투석 배터리의 단위셀을 위쪽에 본 모습이다.
도 3은 본 발명의 역전기 투석 배터리의 단위셀 다수 집적한 구조를 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a unit cell structure of a reverse electrodialysis battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a view from above of a unit cell of a reverse electrodialysis battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a structure in which a plurality of unit cells of the reverse electrodialysis battery of the present invention are integrated.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. An embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별이 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.And throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only the case of being "directly connected", but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. In addition, when a part "includes" or "includes" a certain component, it means that other components are not excluded and other components may be further included or provided unless otherwise specified. do.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.In addition, terms such as "first" and "second" are used to distinguish one component from other components, and the scope of the rights is not limited by these terms. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 역전기 투석 배터리의 단위셀 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 역전기 투석 배터리의 단위셀을 위쪽에 본 모습이다.1 is a cross-sectional view showing a unit cell structure of a reverse electrodialysis battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view of the unit cell of a reverse electrodialysis battery according to an embodiment of the present invention viewed from above.

본 실시예의 역전기 투석 배터리는 기판(100) 위에 2개의 반쪽셀(A, B)을 이격하여 형성한다.The reverse electrodialysis battery according to this embodiment is formed by separating two half cells A and B on the substrate 100.

왼쪽의 반쪽셀(A)은 제1전극(210)과 제1전해질층(310) 및 제1이온교환막(410)을 적층하여 형성하고, 오른쪽의 반쪽셀(B)은 제2전극(220)과 제2전해질층(320) 및 제2이온교환막(420)을 적층하여 형성한다. 제1이온교환막(410)과 제2이온교환막(420)은 각각 서로 다른 이온을 교환하는 특성을 가지며, 예를 들면 제1이온교환막(410)이 양이온을 교환하는 이온교환막인 경우에 제2이온교환막(420)은 음이온을 교환하는 이온교환막이다.The left half cell (A) is formed by stacking the first electrode 210, the first electrolyte layer 310, and the first ion exchange membrane 410, and the right half cell (B) is the second electrode 220 And a second electrolyte layer 320 and a second ion exchange film 420 are stacked to form a stack. The first ion exchange membrane 410 and the second ion exchange membrane 420 each have different ions exchange characteristics. For example, when the first ion exchange membrane 410 is an ion exchange membrane that exchanges cations, the second ion The exchange membrane 420 is an ion exchange membrane for exchanging anions.

제1전극(210)과 제2전극(220)은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 티타늄(Ti) 및 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 소재로 구성될 수 있다.The first electrode 210 and the second electrode 220 are a material containing at least one selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), titanium (Ti), and magnesium (Mg). It can be composed of.

제1전해질층(310)과 제2전해질층(320)의 재질은 특별히 제한되지 않으며, 액체를 담지할 수 있는 물질에 전해액을 담지하여 구성할 수 있고, 생분해성 재질을 적용할 수 있다. 하이드로겔을 포함하는 고분자 재질을 적용할 수 있으며, 구체적으로 폴리에틸렌글리콜을 기반으로 한 디메타크릴레이트(dimethacrylate) 하이드로겔 또는 알지네이트(alginate) 하이드로겔 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. The material of the first electrolyte layer 310 and the second electrolyte layer 320 is not particularly limited, and may be configured by supporting an electrolyte in a material capable of supporting a liquid, and a biodegradable material may be applied. A polymer material including a hydrogel may be applied, and specifically, it may be configured to include at least one of a polyethylene glycol-based dimethacrylate hydrogel or alginate hydrogel.

전해질층에 포함되는 전해질은 체내에 존재하는 전해질일 수 있으며 구체적으로 NaCl, KCl, CaCl2 및 Na2HPO4로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.The electrolyte included in the electrolyte layer may be an electrolyte present in the body and specifically may include at least one selected from the group consisting of NaCl, KCl, CaCl 2 and Na 2 HPO 4 .

제1이온교환막(410)과 제2이온교환막(420)은 음이온 교환 고분자층과 양이온 교환 고분자층일 수 있다. 음이온 교환 고분자층은 음이온교환관능기로 트리메틸암모늄 클로라이드(trimethylammonium chloride)를 측쇄로 갖는 고분자층으로, 생체 친화적 소재인 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG), 또는 폴리락트산(polylactic acid, PLA) 등의 인지질 고분자(phospholipid polymer) 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다. 양이온 교환 고분자층은 양이온교환관능기로 카복실산(carboxylic acid)을 측쇄로 갖는 고분자층으로, 생체 친화적 소재인 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG) 또는 폴리락트산(polylactic acid, PLA) 등의 인지질 고분자(phospholipid polymer) 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.The first ion exchange membrane 410 and the second ion exchange membrane 420 may be an anion exchange polymer layer and a cation exchange polymer layer. The anion exchange polymer layer is a polymer layer having trimethylammonium chloride as a side chain as an anion exchange functional group, and is a phospholipid polymer such as polyethylene glycol (PEG) or polylactic acid (PLA), which is a bio-friendly material. (phospholipid polymer) It may be composed of one or more. The cation exchange polymer layer is a polymer layer having a carboxylic acid as a side chain as a cation exchange functional group, and a phospholipid polymer such as polyethylene glycol (PEG) or polylactic acid (PLA), which is a bio-friendly material. ) It may be configured to include one or more.

본 실시예의 역전기 투석 배터리는 구성요소 전체 또는 적어도 일부가 생체 친화적 또는 생분해성 소재로 구성될 수 있다. 구체적으로 전극을 포함한 모든 소재들은 일정기간 후 분해가능하거나 체내에 잔류시 안정성이 확보된 소재들로 구성될 수 있다. 본 실시예의 역전기 투석 배터리는 상대적으로 간단한 적층 구조를 갖기 때문에, 가공성이 낮은 생체 친화적 소재 또는 생분해성 소재를 사용할 수 있다.In the reverse electrodialysis battery of the present embodiment, all or at least part of the components may be made of a bio-friendly or biodegradable material. Specifically, all materials including electrodes may be composed of materials that are degradable after a certain period of time or that have stability when remaining in the body. Since the reverse electrodialysis battery of this embodiment has a relatively simple stacked structure, a bio-friendly material or a biodegradable material having low processability can be used.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 역전기 투석 배터리는 전해질이 분산된 액체 내에서 사용되며, 제1이온교환막(410)과 제2이온교환막(420)은 주변의 액체 영역(500)에 직접 접촉한다.At this time, the reverse electrodialysis battery according to the embodiment of the present invention is used in a liquid in which an electrolyte is dispersed, and the first ion exchange membrane 410 and the second ion exchange membrane 420 directly contact the surrounding liquid region 500 do.

액체 영역(500)은 전해질이 분산되어 있으며, 액체 영역(500)에 포함된 전해질의 농도보다 제1전해질층(310)과 제2전해질층(320)의 농도가 더 높은 경우에 제1이온교환막(410)을 통해서 양이온이 교환되고 제2이온교환막(420)을 통해서 음이온이 교환되면서 전위치가 발생한다. 이러한 전위차에 의해서 제1전극(210)에 연결된 제1전선(110)과 제2전극(220)에 연결된 제2전선(120)의 사이에 전기적으로 연결된 장치로 전기에너지가 공급된다. 이러한 액체 영역(500)은 인체에 설치되는 경우에는 혈액 등이 될 수 있으며, 인체가 아닌 경우에도 전해질이 분산된 액체가 주변에 위치하면 액체 영역으로 작용할 수 있다.In the liquid region 500, the electrolyte is dispersed, and when the concentration of the first electrolyte layer 310 and the second electrolyte layer 320 is higher than the concentration of the electrolyte contained in the liquid region 500, the first ion exchange membrane As cations are exchanged through 410 and anions are exchanged through the second ion exchange membrane 420, a full position occurs. Electrical energy is supplied to a device electrically connected between the first wire 110 connected to the first electrode 210 and the second wire 120 connected to the second electrode 220 by this potential difference. When the liquid region 500 is installed in the human body, it may be blood or the like, and even if the liquid region 500 is not installed in the human body, it may act as a liquid region when a liquid in which the electrolyte is dispersed is located nearby.

제1전해질층(310) 및 제2전해질층(320)과 액체 영역(500) 사이의 농도 차이는 고농도(CH)와 저농도(CL) 전해질의 농도 비율(CH/CL)이 50 이상 되는 조건이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The difference in concentration between the first electrolyte layer 310 and the second electrolyte layer 320 and the liquid region 500 is a high concentration (C H ) and a low concentration (C L ) concentration ratio of the electrolyte (C H /C L ) is 50 The above conditions are preferable, but are not limited thereto.

본 실시예의 역전기 투석 배터리에서 하나의 단위셀을 구성하기 위해 이격된 2개의 반쪽셀(A, B)을 전기적으로 연결하는 제1전선(110)과 제2전선(120)은 기판(100)에 형성된 회로패턴일 수 있다.In the reverse electrodialysis battery of this embodiment, the first wire 110 and the second wire 120 electrically connecting the two half cells A and B spaced apart to form one unit cell are the substrate 100 It may be a circuit pattern formed on.

본 발명의 두 번째 실시예에 따른 역전기 투석 배터리는, 상기한 첫 번째 실시예와 같이 반쪽셀이 이격된 구성인 점에서 동일하지만, 이온교환막의 주변을 채우는 저농도 전해질 영역을 자체적으로 구비하는 점에서 차이가 있다. The reverse electrodialysis battery according to the second embodiment of the present invention is the same in that the half cells are spaced apart as in the first embodiment, but has a low-concentration electrolyte region that fills the periphery of the ion exchange membrane. There is a difference in

저농도 전해질 영역은 하우징 내부에 채워진 액체일 수도 있고, 제1전해질층 및 제2전해질층과 같이 액체를 담지할 수 있는 물질에 전해액을 담지하여 구성될 수 있다.The low-concentration electrolyte region may be a liquid filled in the housing, or may be configured by supporting the electrolyte in a material capable of carrying a liquid, such as a first electrolyte layer and a second electrolyte layer.

이와 같이, 이온교환막에 접촉하는 저농도 전해질 영역을 자체적으로 구비하면, 주변에 전해질이 분산된 액체가 존재하지 않는 경우에도 얇은 역전기 투석 배터리를 적용할 수 있다.As described above, if a low-concentration electrolyte region in contact with the ion exchange membrane is provided by itself, a thin reverse electrodialysis battery can be applied even when a liquid in which the electrolyte is dispersed is not present.

본 실시예의 역전기 투석 배터리는 상대적으로 간단한 적층 구조를 갖기 때문에, 모든 구성요소를 유연성 소재로 제작할 수 있다. 최종적으로 매우 얇은 유연성 배터리를 제공할 수 있으며, 이는 웨어러블 장치의 배터리로서 적용하기에 적합하다.Since the reverse electrodialysis battery of this embodiment has a relatively simple stacked structure, all components can be made of a flexible material. Finally, a very thin flexible battery can be provided, which is suitable for application as a battery of a wearable device.

본 발명의 역전기 투석 배터리는, 장치에 필요한 전압 등에 따라서 전극과 전해질층의 면적 및 전해질층의 두께 등을 조절하여 제작할 수 있다. 한편, 대향된 전극의 사이에 전해질층과 이온교환막을 모두 적층하였던 종래의 구조에서 용량 증가를 위하여 적층구조를 반복하여 추가하는 것이 가능하였다. 본 발명의 역전기 투석 배터리는 대향된 전극의 사이에 적층구조를 추가하는 것은 불가능하지만, 기판에 다수의 단위셀을 형성하는 방법으로 집적화가 가능하다.The reverse electrodialysis battery of the present invention can be manufactured by adjusting the area of the electrode and the electrolyte layer, the thickness of the electrolyte layer, and the like according to the voltage required for the device. Meanwhile, in the conventional structure in which both the electrolyte layer and the ion exchange membrane are stacked between the opposite electrodes, it is possible to repeatedly add the stacked structure to increase the capacity. In the reverse electrodialysis battery of the present invention, it is impossible to add a stacked structure between opposite electrodes, but can be integrated by forming a plurality of unit cells on a substrate.

도 3은 본 발명의 역전기 투석 배터리의 단위셀 다수 집적한 구조를 도시한 도면이다.3 is a diagram showing a structure in which a plurality of unit cells of the reverse electrodialysis battery of the present invention are integrated.

도시되지는 않았지만 표면에 반쪽셀(A, B)의 각 전극에 연결된 회로 패턴이 형성된 기판(100) 상에 반쪽셀(A, B)을 한쌍으로 하는 복수의 단위셀을 형성하여 배터리를 집적화할 수 있다. 이때, 기판(100)에 형성된 회로 패턴을 조절하여 각 단위셀이 직렬 연결 또는 병렬 연결 관계가 되도록 구성할 수 있다. 나아가 복수의 단위셀 사이에 직렬 연결과 병렬 연결이 함께 적용되도록 전기 회로 패턴을 형성하는 것도 가능하다.Although not shown, a plurality of unit cells including a pair of half cells (A, B) are formed on the substrate 100 on which a circuit pattern connected to each electrode of the half cells (A, B) is formed on the surface to integrate the battery. I can. In this case, the circuit pattern formed on the substrate 100 may be adjusted so that each unit cell may be connected in series or connected in parallel. Furthermore, it is possible to form an electric circuit pattern so that a series connection and a parallel connection are applied together between a plurality of unit cells.

본 발명의 역전기 투석 배터리가 적용되는 구체적인 분야는 생체에 이식되는 생체 이식용 디바이스이다.A specific field to which the reverse electrodialysis battery of the present invention is applied is a device for implantation in a living body.

생체 이식용 디바이스는 생체 내부에서 치료를 수행하는 치료 장치, 약물을 전달하는 약물 전달 장치 및 생체 신호를 감지하는 생체 센서일 수 있다. 치료와 약물 전달 및 생체 신호 감지를 위하여 필요한 전기 에너지를 본 발명의 역전기 투석 배터리를 통해서 공급한다.The device for implantation in a living body may be a treatment device that performs treatment inside a living body, a drug delivery device that delivers a drug, and a biological sensor that detects a biological signal. Electrical energy required for treatment, drug delivery, and detection of vital signs is supplied through the reverse electrodialysis battery of the present invention.

이외에도 생체에 인식되어 각종 정보를 저장할 수 있는 생체 이식칩의 전원 공급을 위하여 본 발명의 역전기 투석 배터리를 적용할 수 있다.In addition, the reverse electrodialysis battery of the present invention may be applied to supply power to a bio-implantable chip that is recognized by a living body and capable of storing various types of information.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above through preferred embodiments, but the above-described embodiments are only illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes are possible within the scope not departing from the technical idea of the present invention. Those of ordinary knowledge will understand. Therefore, the scope of protection of the present invention should be interpreted not by specific embodiments, but by the matters described in the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 기판
110: 제1전선
120: 제2전선
210: 제1전극
220: 제2전극
310: 제1전해질층
320: 제2전해질층
410: 제1이온교환막
420: 제2이온교환막
500: 액체 영역100: substrate
110: first wire
120: the second wire
210: first electrode
220: second electrode
310: first electrolyte layer
320: second electrolyte layer
410: first ion exchange membrane
420: second ion exchange membrane
500: liquid area

Claims (20)

전해질이 분산된 액체 내에서 사용되는 장치에 전원을 공급하기 위한 배터리로서,
한 쌍의 전극;
2개의 전극 각각에 형성되어 서로 이격된 2개의 전해질층;
2개의 전해질층 각각을 덮는 2개의 이온교환막을 포함하며,
2개의 이온교환막 중에 하나는 양이온을 교환하는 이온교환막이고 다른 하는 음이온을 교환하는 이온교환막이고,
상기 이온교환막은 장치 주변에 채워진 액체에 접촉하며,
상기 전해질층은 장치 주변에 채워진 액체에 포함된 전해질보다 농도가 높은 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
A battery for supplying power to a device used in a liquid in which an electrolyte is dispersed,
A pair of electrodes;
Two electrolyte layers formed on each of the two electrodes and spaced apart from each other;
It includes two ion exchange membranes covering each of the two electrolyte layers,
One of the two ion exchange membranes is an ion exchange membrane that exchanges cations and the other is an ion exchange membrane that exchanges anions,
The ion exchange membrane contacts the liquid filled around the device,
The electrolyte layer is a reverse electrodialysis battery, characterized in that the concentration is higher than the electrolyte contained in the liquid filled around the device.
 청구항 1에 있어서,
상기 전극은 회로 패턴이 형성된 기판의 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method according to claim 1,
The electrode is a reverse electrodialysis battery, characterized in that formed on the surface of the substrate on which the circuit pattern is formed.
 ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 3 was abandoned upon payment of the set registration fee. 청구항 1에 있어서,
상기 전해질층은 액체를 담지할 수 있는 물질에 전해액이 담지된 구조인 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method according to claim 1,
The electrolyte layer is a reverse electric dialysis battery, characterized in that the electrolyte is supported on a material capable of supporting a liquid.
 ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 4 was abandoned upon payment of the set registration fee. 청구항 3에 있어서,
액체를 담지할 수 있는 물질이 하이드로겔을 포함하는 고분자 재질인 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method of claim 3,
Reverse electrodialysis battery, characterized in that the material capable of carrying a liquid is a polymer material containing a hydrogel.
 청구항 1에 있어서,
음이온을 교환하는 이온교환막이 음이온교환관능기로 트리메틸암모늄 클로라이드를 측쇄로 갖는 고분자 재질인 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method according to claim 1,
Reverse electrodialysis battery, characterized in that the ion exchange membrane for exchanging anions is made of a polymer material having trimethylammonium chloride as a side chain as an anion exchange functional group.
 청구항 1에 있어서,
양이온을 교환하는 이온교환막이 양이온교환관능기로 카복실산을 측쇄로 갖는 고분자 재질인 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method according to claim 1,
A reverse electrodialysis battery, characterized in that the ion exchange membrane for exchanging cations is made of a polymer material having a carboxylic acid as a side chain as a cation exchange functional group.
 한 쌍의 전극;
2개의 전극 각각에 형성되어 서로 이격된 2개의 고농도 전해질층;
2개의 전해질층 각각을 덮는 2개의 이온교환막; 및
상기 이온교환막 주변에 채워진 저농도 전해질 영역을 포함하며,
2개의 이온교환막 중에 하나는 양이온을 교환하는 이온교환막이고 다른 하는 음이온을 교환하는 이온교환막이고,
상기 이온교환막은 상기 저농도 전해질 영역에 접촉하며,
상기 고농도 전해질층은 상기 저농도 전해질 영역보다 농도가 높은 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
A pair of electrodes;
Two high concentration electrolyte layers formed on each of the two electrodes and spaced apart from each other;
Two ion exchange membranes covering each of the two electrolyte layers; And
It includes a low concentration electrolyte region filled around the ion exchange membrane,
One of the two ion exchange membranes is an ion exchange membrane that exchanges cations and the other is an ion exchange membrane that exchanges anions,
The ion exchange membrane is in contact with the low concentration electrolyte region,
The reverse electrodialysis battery, characterized in that the concentration of the high concentration electrolyte layer is higher than that of the low concentration electrolyte region.
 청구항 7에 있어서,
상기 전극은 회로 패턴이 형성된 기판의 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method of claim 7,
The electrode is a reverse electrodialysis battery, characterized in that formed on the surface of the substrate on which the circuit pattern is formed.
 ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 9 was abandoned upon payment of the set registration fee. 청구항 7에 있어서,
상기 고농도 전해질층은 액체를 담지할 수 있는 물질에 전해액이 담지된 구조인 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method of claim 7,
The high-concentration electrolyte layer is a reverse electrodialysis battery, characterized in that the electrolyte is supported on a material capable of supporting a liquid.
 ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 10 was abandoned upon payment of the set registration fee. 청구항 9에 있어서,
액체를 담지할 수 있는 물질이 하이드로겔을 포함하는 고분자 재질인 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method of claim 9,
Reverse electrodialysis battery, characterized in that the material capable of carrying a liquid is a polymer material containing a hydrogel.
 청구항 7에 있어서,
음이온을 교환하는 이온교환막이 음이온교환관능기로 트리메틸암모늄 클로라이드를 측쇄로 갖는 고분자 재질인 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method of claim 7,
Reverse electrodialysis battery, characterized in that the ion exchange membrane for exchanging anions is made of a polymer material having trimethylammonium chloride as a side chain as an anion exchange functional group.
 청구항 7에 있어서,
양이온을 교환하는 이온교환막이 양이온교환관능기로 카복실산을 측쇄로 갖는 고분자 재질인 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method of claim 7,
A reverse electrodialysis battery, characterized in that the ion exchange membrane for exchanging cations is made of a polymer material having a carboxylic acid as a side chain as a cation exchange functional group.
 ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 13 was abandoned upon payment of the set registration fee. 청구항 7에 있어서,
상기 저농도 영역이 액체를 담지할 수 있는 물질에 전해액이 담지된 구조인 것을 특징으로 하는 역전기 투석 배터리.
The method of claim 7,
A reverse electrodialysis battery, characterized in that the low concentration region has a structure in which an electrolyte is supported on a material capable of supporting a liquid.
 전기회로 패턴이 형성된 기판; 및
상기 기판 상에 형성되어 전기회로 패턴과 전극이 연결된 복수의 단위셀을 포함하며,
상기 단위셀은,
한 쌍의 전극;
2개의 전극 각각에 형성되어 서로 이격된 2개의 전해질층;
2개의 전해질층 각각을 덮는 2개의 이온교환막을 포함하며,
2개의 이온교환막 중에 하나는 양이온을 교환하는 이온교환막이고 다른 하는 음이온을 교환하는 이온교환막이고,
상기 이온교환막은 주변에 채워진 전해질이 분산된 액체에 접촉하며,
상기 전해질층은 주변에 채워진 액체에 포함된 전해질보다 농도가 높은 것을 특징으로 하는 집적형 역전기 투석 배터리.
A substrate on which an electric circuit pattern is formed; And
It is formed on the substrate and includes a plurality of unit cells to which an electric circuit pattern and an electrode are connected,
The unit cell,
A pair of electrodes;
Two electrolyte layers formed on each of the two electrodes and spaced apart from each other;
It includes two ion exchange membranes covering each of the two electrolyte layers,
One of the two ion exchange membranes is an ion exchange membrane that exchanges cations and the other is an ion exchange membrane that exchanges anions,
The ion exchange membrane is in contact with the liquid in which the electrolyte is dispersed therein,
The electrolyte layer is an integrated reverse electrodialysis battery, characterized in that the concentration is higher than the electrolyte contained in the liquid filled around.
 ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 15 was abandoned upon payment of the set registration fee. 청구항 14에 있어서,
상기 전기회로 패턴의 형태에 의해서, 복수의 단위셀들이 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 집적형 역전기 투석 배터리.
The method of claim 14,
An integrated reverse electric dialysis battery, characterized in that a plurality of unit cells are connected in series or in parallel by the shape of the electric circuit pattern.
 생체에 이식되어 전해질이 분산된 액체 내에서 사용되며, 디바이스에 전기를 공급하기 위한 배터리를 포함하는 생체 이식용 디바이스로서,
상기 배터리가,
한 쌍의 전극;
2개의 전극 각각에 형성되어 서로 이격된 2개의 전해질층;
2개의 전해질층 각각을 덮는 2개의 이온교환막을 포함하며,
2개의 이온교환막 중에 하나는 양이온을 교환하는 이온교환막이고 다른 하는 음이온을 교환하는 이온교환막이고,
상기 이온교환막은 디바이스 주변에 채워진 액체에 접촉하며,
상기 전해질층은 디바이스 주변에 채워진 액체에 포함된 전해질보다 농도가 높은 것을 특징으로 하는 생체 이식용 디바이스.
A device for implantation in a living body that is used in a liquid in which an electrolyte is dispersed, and includes a battery for supplying electricity to the device,
The battery,
A pair of electrodes;
Two electrolyte layers formed on each of the two electrodes and spaced apart from each other;
It includes two ion exchange membranes covering each of the two electrolyte layers,
One of the two ion exchange membranes is an ion exchange membrane that exchanges cations and the other is an ion exchange membrane that exchanges anions,
The ion exchange membrane is in contact with the liquid filled around the device,
The electrolyte layer is a bio-implantable device, characterized in that the concentration is higher than the electrolyte contained in the liquid filled around the device.
 ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 17 was abandoned upon payment of the set registration fee. 청구항 16에 있어서,
상기 디바이스가 생체 내부에서 치료를 수행하는 치료 장치인 것을 특징으로 하는 생체 이식용 디바이스.
The method of claim 16,
The device for implantation in a living body, characterized in that the device is a treatment device that performs treatment inside a living body.
 ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 18 was abandoned upon payment of the set registration fee. 청구항 16에 있어서,
상기 디바이스가 생체 내부에서 약물을 전달하는 약물 전달 장치인 것을 특징으로 하는 생체 이식용 디바이스. The method of claim 16,
The device for implantation in a living body, characterized in that the device is a drug delivery device that delivers a drug inside a living body. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 19 was abandoned upon payment of the set registration fee. 청구항 16에 있어서,
상기 디바이스가 생체 내부에서 생체 신호를 감지하는 생체 센서인 것을 특징으로 하는 생체 이식용 디바이스.
The method of claim 16,
The device for bio-implantation, characterized in that the device is a biometric sensor that detects a bio-signal inside a living body.
 ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 20 was waived upon payment of the set registration fee. 청구항 16에 있어서,
상기 디바이스가 생체 이식칩인 것을 특징으로 하는 생체 이식용 디바이스. The method of claim 16,
A device for implantation in a living body, wherein the device is a living body implantation chip.
KR1020190143139A 2019-11-11 2019-11-11 Reverse electrodialysis battery and bio-implantable device KR102216452B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190143139A KR102216452B1 (en) 2019-11-11 2019-11-11 Reverse electrodialysis battery and bio-implantable device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190143139A KR102216452B1 (en) 2019-11-11 2019-11-11 Reverse electrodialysis battery and bio-implantable device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102216452B1 true KR102216452B1 (en) 2021-02-17

Family

ID=74732068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190143139A KR102216452B1 (en) 2019-11-11 2019-11-11 Reverse electrodialysis battery and bio-implantable device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102216452B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190027076A (en) * 2017-09-06 2019-03-14 서울대학교산학협력단 Biosensing device
KR101976906B1 (en) * 2016-11-30 2019-05-10 동국대학교 산학협력단 Redox flow battery and Electrolyte Solution for The Same
KR20190082028A (en) * 2017-12-29 2019-07-09 한국에너지기술연구원 Energy self-sufficient real time bio-signal monitoring and/or nutrient delivery system based on salinity gradient power generation
KR20190086409A (en) 2019-07-05 2019-07-22 서울대학교산학협력단 Biosensing device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101976906B1 (en) * 2016-11-30 2019-05-10 동국대학교 산학협력단 Redox flow battery and Electrolyte Solution for The Same
KR20190027076A (en) * 2017-09-06 2019-03-14 서울대학교산학협력단 Biosensing device
KR20190082028A (en) * 2017-12-29 2019-07-09 한국에너지기술연구원 Energy self-sufficient real time bio-signal monitoring and/or nutrient delivery system based on salinity gradient power generation
KR20190086409A (en) 2019-07-05 2019-07-22 서울대학교산학협력단 Biosensing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK175622B1 (en) Control membrane for electrotransport drug charge
JP4262410B2 (en) Electrical transmission electrode assembly with low initial resistance
US6584349B1 (en) Low cost electrodes for an iontophoretic device
US5057072A (en) Iontophoresis electrode
US8332028B2 (en) Protected lithium electrodes for electro-transport drug delivery
US20060258973A1 (en) Micro-current Iontophoretic Percutaneous Absorptive Patch
WO1993017755A1 (en) Electrochemical method and device for drug delivery
US20070074590A1 (en) Method and system to detect malfunctions in an iontophoresis device that delivers active agents to biological interfaces
US20070027426A1 (en) Iontophoresis device to deliver active agents to biological interfaces
US20100016781A1 (en) Iontophoresis device selecting drug to be administered on the basis of information form sensor
CN104225787A (en) Wound dressing
US11684762B2 (en) Energy self-sufficient real time bio-signal monitoring and nutrient delivery system based on salinity gradient power generation
KR102216452B1 (en) Reverse electrodialysis battery and bio-implantable device
JP5697100B2 (en) Solid electrolyte and electrochemical element
US11565106B2 (en) Reverse electrodialysis device using precipitation reaction, and drug injection device using same
US11101481B2 (en) Solid state glucose-powered micro fuel cell
US20190151647A1 (en) Materials reducing formation of hypochlorite
AU4509689A (en) Iontophoresis electrode
JP5572429B2 (en) Power supply
KR101581814B1 (en) Smart contact lens working in tear
Yeon et al. Reverse electrodialysis for emerging applications
US11724024B2 (en) Inverted battery devices, and systems and methods for use thereof
KR20180051877A (en) iontophoresis patch with high efficiency
KR20240054909A (en) Micro-current ion patch having electrochromic unit
Do Glucose energy harvester for self-powering of remote distributed bioanalytical microsystems

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant