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기 술 명
태양전지와 축전기가 연계된 외부전압장치를 이용한 생물전기화학적 수소발생 장치 및 이의 동작방법
연 구 자
김인수(환경공학부)
등록번호
10-1123961-00-00
출원번호
10-2009-0091852
문 의 처
문희곤062-715-3077hgmoon@gist.ac.kr
발명정보

태양전지와 축전기가 연계된 외부전압장치를 이용한 생물전기화학적 수소발생 장치 및 이의 동작방법이 제공한다. 상기 생물전기화학적 수소발생 장치는 내부에 빈 공간을 구비하는 반응조, 상기 반응조 내부에 배치되되, 제1 지지대, 및 상기 제1 지지대 표면에 배치된 전기화학 활성 미생물을 구비하는 아노드 전극, 및 상기 반응조 내부에 배치되되, 제2 지지대, 상기 제2 지지대의 표면에 코팅된 나노카본 분말, 및 상기 제2 지지대와 상기 나노카본 분말을 접착시키는 설폰기(SO3-)를 함유하는 바인더를 구비하는 캐소드 전극을 포함한다.

발명효과

본 발명에 따른 생물전기화학적 수소발생장치는 지지대에 구형의 나노카본 분말을 고정시켜 캐소드 전극을 구성함으로써 전극유효면적을 향상시킬 수 있으므로, 수소발생량을 향상시킬 수 있다. 더불어, 상기 나노카본 분말을 고정시키는 바인더로서 설폰기를 함유하는 바인더를 이용함으로써 아노드 전극에서 발생된 수소이온을 빠르게 끌어당길 수 있으므로, 캐소드 전극으로의 수소이온 이동속도가 증가되고, 수소발생률이 향상될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 생물전기화학적 수소발생장치는 상기 아노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 배치된 양이온 교환막을 제거하여 단일의 반응조 내에 상기 전극들을 배치시킬 수 있으므로, 내부저항 및 수소전달저항을 현저하게 낮출 수 있다. 이에 따라, 상기 캐소드 전극에서의 수소발생률은 더욱 향상될 수 있다. 이에 더하여, 태양전지를 포함하는 외부전압장치를 구비함으로써 기전력을 발생시키고, 이의 기전력을 축전기를 통해 축적 및 방출시킬 수 있으므로, 외부의 광의 존재 여부와 상관없이 지속적인 기전력 생성이 가능하다. 이를 이용함으로써 수소발생을 위해 쓰여지는 전력소모가 적어질 수 있고, 장소에 제약을 받지 않을 수 있으며, 지속적인 수소생성을 가능하게 할 수 있다.

대표청구항

내부에 빈 공간을 구비하는 반응조; 상기 반응조 내부에 배치되되, 제1 지지대, 및 상기 제1 지지대 표면에 배치된 전기화학 활성 미생물을 구비하는 아노드 전극; 및 상기 반응조 내부에 배치되되, 제2 지지대, 상기 제2 지지대의 표면에 코팅된 구형 나노카본 분말, 및 상기 제2 지지대와 상기 구형 나노카본 분말을 접착시키는 설폰기(SO3-)를 함유하는 바인더를 구비하는 캐소드 전극을 포함하고, 상기 바인더는 상기 구형 나노카본 분말 100 중량부에 대해 2 내지 8 중량부인 생물전기화학적 수소발생 장치.