KR20080001543U - Microapparatus for producing hydrogen - Google Patents

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Abstract

수소 생성 미세장치는 전환 촉매를 포함한다. 유기/무기 탄화수소는 수소 생성 미세 장치에 주입된 후, 유기/무기 탄화수소는 전환 촉매에 의해 발생되는 촉매 및 전환 작용으로 의해 연료로서 사용될 수 있는 수소 가스를 생성하도록 분해될 것이다.

Figure P2020070019085

수소 생성 미세장치, 전환 촉매, 유기/무기 탄화수소, 양자 교환 멤브레인 유닛, 수소 가스

Hydrogen generating microdevices include a conversion catalyst. After the organic / inorganic hydrocarbons are injected into the hydrogen generating micro apparatus, the organic / inorganic hydrocarbons will be decomposed to produce hydrogen gas which can be used as fuel by the catalyst generated by the conversion catalyst and the conversion action.

Figure P2020070019085

Hydrogen Generation Micro Devices, Conversion Catalysts, Organic / Inorganic Hydrocarbons, Proton Exchange Membrane Units, Hydrogen Gas

Description

수소 생성 미세장치{MICROAPPARATUS FOR PRODUCING HYDROGEN}Hydrogen Generating Micro Apparatus {MICROAPPARATUS FOR PRODUCING HYDROGEN}

본 고안은 수소 생성 미세장치, 보다 구체적으로는 상대적으로 적은 비용으로 수소 가스를 생성하기 위해 임의의 다른 종류의 에너지의 소모없이 전환 촉매의 도움으로 유기/무기 탄화수소를 고순도 수소 가스로 전환시킬 수 있는 수소 생성 미세장치에 관한 것이다.The present invention is capable of converting organic / inorganic hydrocarbons to high purity hydrogen gas with the aid of a conversion catalyst without the consumption of any other kind of energy to produce hydrogen gas, more particularly at relatively low cost. A hydrogen generating micro apparatus.

동력은 경제 개발에 있어 하나의 중요한 인자이다. 와트의 증기 기관은 산업 혁명에 의해 삶을 많이 개선시켰다. 현존하는 차량은 내연 기관에 의해 통상 동력이 공급되고, 기계 및 가정용 기구는 전기에 의해 주로 동력이 공급된다. 휘발유, 석탄 및 천연 가스와 같은 탄화수소 연료는 엔진 및 전기 생성을 위한 주요 에너지원이다. 상술된 에너지원이 연소될 때, 대량의 이산화탄소(CO2) 및 다른 오염 가스가 생성될 것이고, 이는 대기로 배출될 때 지구 온난화 및 공기 오염을 초래할 것이다. Power is an important factor in economic development. Watt's steam engine improved lives a lot by the industrial revolution. Existing vehicles are usually powered by an internal combustion engine, while machines and household appliances are mainly powered by electricity. Hydrocarbon fuels such as gasoline, coal and natural gas are the main energy sources for engine and electricity generation. When the above-mentioned energy sources are burned, large amounts of carbon dioxide (CO 2 ) and other polluting gases will be produced, which will result in global warming and air pollution when discharged to the atmosphere.

석탄, 오일, 천연 가스와 같은 화석 연료의 연소로부터 대부분의 에너지를 얻고자 하는 사람의 열망은 대기로 수십억 톤의 온실 가스, 주로 이산화탄소(CO2)의 배출을 초래했다. 에너지를 절약하거나 그것을 더 효율적으로 사용할 때마다, 우리는 가솔린, 오일, 석탄 및 천연 가스의 수요를 감소시킨다. 이들 화석 연료를 덜 연소시키면 덜 연소시킬수록 이산화탄소를 덜 방출시킬 수 있다. 이산화탄소의 방출을 감소시키는 다른 중요한 방법은 새로운 에너지원을 개발하는 것이다.People's desire to get most of their energy from the burning of fossil fuels such as coal, oil and natural gas has led to the release of billions of tons of greenhouse gases, mainly carbon dioxide (CO 2 ), into the atmosphere. Every time we save energy or use it more efficiently, we reduce the demand for gasoline, oil, coal and natural gas. The less burning these fossil fuels, the less carbon dioxide they can emit. Another important way to reduce carbon dioxide emissions is to develop new energy sources.

우주의 기본 질량의 대략 75%를 구성하는 수소는 화학 원소 중 가장 작고, 가장 가볍고, 가장 풍부하다. 수소 가스가 연료로서 사용될 때 이하의 장점을 갖는다. 수소는 완전히 무공해성일 수 있고(물은 배출), 수소는 가솔린 또는 디젤과 경제적으로 경쟁력이 있을 수 있고, 수소는 가솔린, 디젤 또는 천연 가스보다 더 안전하고, 수소는 화석 연료 예비량의 고갈을 방지할 수 있고, 수소는 임의의 나라에서 생성될 수 있다. Hydrogen, which constitutes approximately 75% of the basic mass of the universe, is the smallest, lightest, and most abundant of the chemical elements. When hydrogen gas is used as a fuel, it has the following advantages. Hydrogen can be completely pollution-free (water is released), hydrogen can be economically competitive with gasoline or diesel, hydrogen is safer than gasoline, diesel or natural gas, and hydrogen prevents the depletion of fossil fuel reserves Hydrogen may be produced in any country.

개선된 에너지 생성 장치는 하우징 부재 및 에너지 생성 기구를 포함하는 2006년 2월 1일자 공보에 특허 제M286720호로 전개 및 공개되었다. 에너지 생성 기구는 하우징 부재에 배치되고, 혼합 탱크와, 수소 가스 공급원과, 산소 가스 공급원과, 냉각제 공급원을 포함한다. 에너지 생성 기구는 그들 내부의 상태를 검출하기 위해, 혼합 탱크와, 수소 가스 공급원과, 산소 가스 공급원과, 냉각제 공급원에 전기적으로 연결되는 제어 패널을 더 갖는다. 하우징 부재는 하우징 내부 룸을 상부 및 하부 부분으로 분할하는 분리판을 내부에 갖는다. 하우징 부재는 상부 피봇식 뚜껑을 갖고, 센싱 요소는 하우징 부재의 일 측면 상에 끼워맞춰진다. 센싱 요소는 그 상부측 상에 제어 패널을 향하는 몇 개의 구멍을 갖고, 그 임의의 측면 상에 출구를 갖는다. An improved energy generating device was developed and published in patent number M286720 in the February 1, 2006 publication that includes a housing member and an energy generating mechanism. The energy generating mechanism is disposed in the housing member and includes a mixing tank, a hydrogen gas supply source, an oxygen gas supply source, and a coolant supply source. The energy generating mechanism further has a mixing tank, a hydrogen gas supply source, an oxygen gas supply source, and a control panel electrically connected to the coolant supply source for detecting a state therein. The housing member has a separator plate therein that divides the housing interior room into upper and lower portions. The housing member has an upper pivotal lid and the sensing element is fitted on one side of the housing member. The sensing element has several holes on its upper side that face the control panel and has an outlet on any side thereof.

그러나, 기본 수소는 이원자 가스, H2로서 존재하고, 지구 상에는 상대적으로 희박하고, 메탄과 같이 탄화수소로부터 산업적으로 생성된다. 수소는 전기 분해 공정을 사용하여 물로부터 생성될 수도 있지만, 이 공정은 상대적으로 비싸다. 수소 생성은 전기 분해 이외에도 고압 및 고온의 사용에 의해 실행될 수 있다. 상술된 방법 중 어떤 방법을 사용해도, 많은 양의 전기 에너지/석탄/천연 가스가 사용될 것이다. 그리고, 생성된 수소는 그것을 생성하기 위해 요구되는 것에 비해 적은 에너지 함량을 갖는다. 즉, 석탄, 오일 및 천연 가스와 같은 화석 연료의 소비가 여전히 존재한다.Basic hydrogen, however, exists as a diatomic gas, H 2 , is relatively sparse on Earth, and is industrially produced from hydrocarbons like methane. Hydrogen may be generated from water using an electrolysis process, but this process is relatively expensive. Hydrogen production can be carried out by the use of high pressure and high temperature in addition to electrolysis. Using any of the methods described above, large amounts of electrical energy / coal / natural gas will be used. And the hydrogen produced has a lower energy content than what is required to produce it. That is, there is still a consumption of fossil fuels such as coal, oil and natural gas.

따라서, 본 고안의 주요 목적은 상술된 문제점을 극복하는 수소 생성 미세장치를 제공하는 것이다. 따라서, 본 고안의 제1 실시예에 따른 수소 생성 미세장치는 전환 촉매를 포함하고, 유기/무기 탄화수소는 수소 생성 미세장치에 주입된 후, 전환 촉매에 의해 발생되는 촉매 및 전환 작용에 의해, 연료로서 사용될 수 있는 수소 가스를 생성하도록 분해될 것이다. 즉, 수소 가스는 임의의 다른 종류의 에너지의 소모없이 수소 생성 미세장치에 의해 생성될 수 있다.Therefore, the main object of the present invention is to provide a hydrogen generating microdevice which overcomes the above-mentioned problems. Accordingly, the hydrogen generation micro apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a conversion catalyst, and the organic / inorganic hydrocarbon is injected into the hydrogen generation micro apparatus, and then, by the catalyst and the conversion action generated by the conversion catalyst, It will be decomposed to produce hydrogen gas that can be used as. That is, hydrogen gas can be generated by the hydrogen generating microdevice without consuming any other kind of energy.

다른 실시예에 따른 수소 생성 미세장치는 전환 촉매와, 내부에 양자 교환 멤브레인 유닛을 포함한다. 유기/무기 탄화수소가 수소 생성 미세장치에 주입된 후, 수소 가스는 전환 촉매에 의해 발생되는 촉매 및 전환 작용에 의해 연료로서 사용될 수 있도록 생성될 것이다. 다음에, 수소 가스는 전기 기구에 의해 사용될 수 있는 전기 에너지를 생성하도록 양자 교환 멤브레인 유닛을 통과할 것이다.According to another embodiment, the hydrogen generating micro apparatus includes a conversion catalyst and a proton exchange membrane unit therein. After the organic / inorganic hydrocarbons are injected into the hydrogen generating micro apparatus, the hydrogen gas will be produced so that it can be used as fuel by the catalyst and the conversion action generated by the conversion catalyst. Next, the hydrogen gas will pass through the proton exchange membrane unit to produce electrical energy that can be used by the electrical appliance.

또 다른 실시예에 따른 수소 생성 미세장치는 전환 촉매 및 산화 촉매를 포함한다. 따라서, 유기/무기 탄화수소는 수소 생성 미세장치에 주입된 후, 연료로서 사용될 수 있는 수소 가스를 생성하도록 분해될 것이다. 또한, 유기/무기 탄화수소는 산화 촉매에 의해 발생되는 산화 작용으로 인해 열 에너지를 생성하도록 산화될 수 있다. Hydrogen generating micro apparatus according to another embodiment includes a conversion catalyst and an oxidation catalyst. Thus, organic / inorganic hydrocarbons will be injected into the hydrogen generating micro apparatus and then broken down to produce hydrogen gas that can be used as fuel. In addition, organic / inorganic hydrocarbons may be oxidized to produce thermal energy due to the oxidation action generated by the oxidation catalyst.

본 고안의 수소 생성 미세장치는 임의의 다른 종류의 에너지의 소모없이 수소 가스를 생성할 수 있다.The hydrogen generating microdevice of the present invention can produce hydrogen gas without consuming any other kind of energy.

도1을 참조하면, 수소를 생성하기 위한 미세장치(1)의 양호한 제1 실시예는 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)과 같은 전환 촉매(2)를 포함한다. 메탄올과 같은 유기/무기 탄화수소(3)는 수소 생성 미세장치(1)에 주입된 후, 전환 촉매(2)에 의해 발생되는 촉매 및 전환 작용에 의해 연료로서 사용될 수 있는 수소 가스(4)를 생성하도록 유기/무기 탄화수소(3)는 분해될 것이다. Referring to Fig. 1, the first preferred embodiment of the microdevice 1 for producing hydrogen includes a conversion catalyst 2 such as palladium (Pd) and platinum (Pt). Organic / inorganic hydrocarbons 3, such as methanol, are injected into the hydrogen generating micro apparatus 1 and then produce hydrogen gas 4 which can be used as fuel by the catalyst and conversion action generated by the conversion catalyst 2 So that the organic / inorganic hydrocarbons 3 will be decomposed.

도2를 참조하면, 수소를 생성하기 위한 미세장치(1)의 양호한 제2 실시예는 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)과 같은 전환 촉매(2)와, 양자 교환 멤브레인 유닛(5)을 포함하고, 양자 모두 수소 생성 미세장치(1)에 배치된다. 따라서, 메탄올과 같은 유 기/무기 탄화수소(3)는 수소 생성 미세장치(1)에 주입된 후, 전환 촉매(2)에 의해 발생되는 촉매 및 전환 작용으로 인해 연료로서 사용될 수 있는 수소 가스(4)를 생성하도록 분해될 것이다. 다음에, 수소 가스는 전기 기구에 의해 사용될 전기 에너지(동력)(6)를 생성하도록 양자 교환 멤브레인 유닛(5)을 통과할 것이다. Referring to Figure 2, a second preferred embodiment of the microdevice 1 for producing hydrogen includes a conversion catalyst 2, such as palladium (Pd) and platinum (Pt), and a proton exchange membrane unit (5). Both of them are arranged in the hydrogen generating microdevice 1. Thus, organic / inorganic hydrocarbons 3 such as methanol are injected into the hydrogen generating micro apparatus 1 and then hydrogen gas which can be used as fuel due to the catalyst and the conversion action generated by the conversion catalyst 2. Will be decomposed to produce. Next, the hydrogen gas will pass through the proton exchange membrane unit 5 to produce electrical energy (power) 6 to be used by the electrical appliance.

도3을 참조하여, 수소를 생성하기 위한 미세장치(1)의 양호한 제3 실시예는 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)과 같은 전환 촉매(2) 및 산화 촉매(7)를 포함한다. 따라서, 메탄올과 같은 유기/무기 탄화수소(3)는 수소 생성 미세장치(1)에 주입된 후, 전환 촉매(2)에 의해 발생되는 촉매 및 전환 작용에 의해 연료로서 사용될 수 있는 수소 가스(4)를 생성하도록 분해될 것이다. 또한, 유기/무기 탄화수소(3)는 산화 촉매(7)에 의해 발생되는 산화 반응으로 인해 열 에너지(8)를 생성하도록 산화될 것이다. Referring to FIG. 3, a third preferred embodiment of the microdevice 1 for producing hydrogen includes a conversion catalyst 2 and an oxidation catalyst 7 such as palladium (Pd) and platinum (Pt). Thus, an organic / inorganic hydrocarbon 3 such as methanol is injected into the hydrogen generating micro apparatus 1 and then hydrogen gas 4 which can be used as fuel by the catalyst and conversion action generated by the conversion catalyst 2. Will be decomposed to produce. In addition, the organic / inorganic hydrocarbon 3 will be oxidized to produce thermal energy 8 due to the oxidation reaction generated by the oxidation catalyst 7.

요약하면, 본 고안의 수소 생성 미세장치(1)가 사용될 때, 전환 촉매(2)에 의해 발생되는 촉매 및 전환 작용에 의해 유기/무기 탄화수소(3)로부터 고순도의 수소 가스(4)가 생성될 수 있고, 고순도의 수소 가스(4)는 수소 가스를 취하는 다양한 종류의 에너지원 장치에 이 후 공급될 수 있다. 또한, 전기 에너지는 수소 생성 미세장치(1)의 양자 교환 멤브레인 유닛(5)의 도움으로 수소 가스(4)로부터 생성될 수 있다. 또한, 열 에너지는 수소 생성 미세장치(1)의 산화 촉매(7)에 의해 발생되는 산화로 인해 유기/무기 탄화수소(3)로부터 생성될 수 있다. In summary, when the hydrogen generating micro apparatus 1 of the present invention is used, high purity hydrogen gas 4 can be produced from the organic / inorganic hydrocarbon 3 by the catalyst and the conversion action generated by the conversion catalyst 2. The high purity hydrogen gas 4 can then be supplied to various kinds of energy source devices that take hydrogen gas. In addition, electrical energy can be generated from the hydrogen gas 4 with the aid of the proton exchange membrane unit 5 of the hydrogen generating microdevice 1. Thermal energy can also be generated from organic / inorganic hydrocarbons 3 due to the oxidation generated by the oxidation catalyst 7 of the hydrogen generating microdevice 1.

본 고안의 수소 생성 미세장치(1)는 수소 가스 공급원 대신에 상술된 개선된 에너지 생성 장치에 수소 가스를 공급하는데 사용되어 개선된 에너지 생성 장치가 기능을 계속 수행하게 한다. The hydrogen generating micro apparatus 1 of the present invention is used to supply hydrogen gas to the above-described improved energy generating apparatus instead of a hydrogen gas source so that the improved energy generating apparatus continues to function.

상술된 설명으로부터, 본 고안은 적어도 이하의 장점을 가짐을 알 수 있다.From the above description, it can be seen that the present invention has at least the following advantages.

1. 본 고안의 수소 생성 미세장치는 임의의 다른 종류의 에너지의 소비없이 전환 촉매의 도움으로 유기/무기 탄화수소를 고순도의 수소 가스로 전환할 수 있다. 따라서, 수소 가스는 본 고안의 수소 생성 미세장치에 의해 상대적으로 적은 비용으로 생성될 수 있다.1. The hydrogen generating micro apparatus of the present invention can convert organic / inorganic hydrocarbons into high purity hydrogen gas with the aid of a conversion catalyst without consuming any other kind of energy. Thus, hydrogen gas can be produced at a relatively low cost by the hydrogen generating microdevice of the present invention.

2. 본 고안의 수소 생성 미세장치에는 수소 가스가 전기 기구에 의해 사용될 수 있는 전기 에너지를 생성하게 하기 위한 양자 교환 멤브레인 유닛이 설치되어, 매우 실용적이다.2. The hydrogen generating micro apparatus of the present invention is equipped with a proton exchange membrane unit for generating hydrogen energy to generate electrical energy that can be used by an electric appliance, which is very practical.

3. 본 고안의 수소 생성 미세장치는 주입된 유기/무기 탄화수소의 산화를 발생시키는 산화 촉매로 열 에너지를 생성할 수 있기 때문에 매우 실용적이다.3. The hydrogen generating micro apparatus of the present invention is very practical because it can generate thermal energy with an oxidation catalyst that causes oxidation of the injected organic / inorganic hydrocarbon.

본 고안은 첨부된 도면을 참조로 더 잘 이해될 것이다.The invention will be better understood with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 고안의 양호한 제1 실시예의 블록도.1 is a block diagram of a first preferred embodiment of the present invention;

도2는 본 고안의 양호한 제2 실시예의 블록도.2 is a block diagram of a second preferred embodiment of the present invention;

도3은 본 고안의 양호한 제3 실시예의 블록도.3 is a block diagram of a third preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 수소 생성 미세장치1: hydrogen generating micro apparatus

2 : 전환 촉매2: conversion catalyst

3 : 유기/무기 탄화수소3: organic / inorganic hydrocarbon

4 : 수소 가스4: hydrogen gas

5 : 양자 교환 멤브레인 유닛5: proton exchange membrane unit

7 : 산화 촉매7: oxidation catalyst

Claims (8)

수소 가스를 생성하도록 탄화수소를 분해되게 만드는 촉매 및 전환 작용을 발생시키기 위한 전환 촉매를 포함하는 수소 생성 미세장치.A hydrogen generating micro apparatus comprising a catalyst for causing hydrocarbons to be decomposed to produce hydrogen gas and a conversion catalyst for generating a conversion action. 제1항에 있어서, 유기/무기 탄화수소가 전환 촉매의 도움으로 수소 가스로 전환 및 분해된 후, 전기 에너지를 생성하도록 고순도 수소 가스를 만들기 위한 양자 교환 멤브레인 유닛을 더 포함하는 수소 생성 미세장치.The apparatus of claim 1, further comprising a proton exchange membrane unit for producing high purity hydrogen gas to produce electrical energy after the organic / inorganic hydrocarbon is converted and decomposed to hydrogen gas with the aid of a conversion catalyst. 제1항에 있어서, 산화 촉매에 의해 발생되는 산화 반응으로 인해 열 에너지를 생성하게 하도록 탄화수소를 산화되게 만들기 위한 산화 촉매를 더 포함하는 수소 생성 미세장치.The apparatus of claim 1, further comprising an oxidation catalyst for causing the hydrocarbon to be oxidized to produce thermal energy due to the oxidation reaction generated by the oxidation catalyst. 제1항에 있어서, 탄화수소는 유기 탄화수소인 수소 생성 미세장치.The apparatus of claim 1, wherein the hydrocarbon is an organic hydrocarbon. 제1항에 있어서, 탄화수소는 무기 탄화수소인 수소 생성 미세장치.The hydrogen generating micro apparatus of claim 1, wherein the hydrocarbon is an inorganic hydrocarbon. 제1항에 있어서, 탄화수소는 메탄올인 수소 생성 미세장치.The hydrogen generation micro apparatus of claim 1, wherein the hydrocarbon is methanol. 제1항에 있어서, 전환 촉매는 팔라듐(Pd)인 수소 생성 미세장치.The hydrogen generation micro apparatus of claim 1, wherein the conversion catalyst is palladium (Pd). 제1항에 있어서, 전환 촉매는 백금(Pt)인 수소 생성 미세장치.The hydrogen generating micro apparatus of claim 1, wherein the conversion catalyst is platinum (Pt).
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