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기 술 명
전기탈이온 장치의 비균일 전극 구조
연 구 자
문승현(환경공학부)
등록번호
10-0598429-00-00
출원번호
10-2005-0029257
문 의 처
문희곤062-715-3077hgmoon@gist.ac.kr
발명정보

본 발명은 전기탈이온 장치의 비균일 전극 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기탈이온(Electrodeionization, EDI)공정을 위한 전기탈이온 장치에 적용되는 전극으로서, 전기탈이온 모듈 길이 및 높이에 따라 전류밀도를 변화시키기 위해 전기탈이온 장치내로 유입되는 유입수의 흐름방향을 따라 그 면적이 점차 감소되는 구조로 형성된 비균일 전극 구조에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 양이온교환막과 음이온교환막 사이에 이온교환물질이 충전된 탈염실 및 상기 양이온 및 음이온교환막의 외측에 구성되는 농축실이 스택 구조로 배열되고, 가장 바깥쪽에 음극과 양극의 전극이 각각 배열되는 동시에 그 안쪽에 전극액 통로가 형성된 모듈 구조의 전기탈이온 장치에 있어서, 전기탈이온 모듈 길이 및 높이에 따라 전류밀도를 변화시키기 위해 상기 음극과 양극의 전극 구조가 유입수의 유입방향에서 유출방향을 따라 그 면적이 점차 감소되는 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 전기탈이온 장치의 비균일 전극 구조를 제공한다.

발명효과

본 발명에 따른 전지탈이온 장치의 비균일 전극 구조에 의하면, 다음과 같은 장점을 제공한다. 1) 전기화학적 임피던스 연구결과를 통해 전기탈이온 장치에서 모듈 길이 및 높이에 따라 전기화학적 재생영역이 변화하는 것을 측정하여 전류밀도의 분포를 전극 면적으로 제어함으로서 전력소모를 줄이고 전극에 코팅되는 백금 소요량을 감소시켜 운전비용 및 장치 설치비를 감소시킬 수 있다. 2) 전기탈이온 성능에서도 일반평면전극과 같은 기존 전극을 사용할 때보다 낮은 전력소모와 함께 높은 전류효율을 나타냄으로서 성능 및 경제성에서 모두 우수한 잇점이 있다. 3) 비균일 전극이 적용된 전기탈이온 장치는 기존의 이온교환수지탑 공정을 대체할 차세대 청정분리공정을 위한 것으로서, 상수와 하수에서의 유해이온의 제거, 도금폐수 및 식품폐수에서의 탈염, 원자력발전소의 일차냉각수 정화 및 보충수 제조에 널리 사용될 수 있다. 4) 기존의 일반평면전극과 비교하여 70%의 면적으로 제작이 가능함으로서, 티타늄에 소요되는 백금 및 기타 전극물질을 절약하여 초기 설비비를 감소시킴과 동시에 이온제거, 전류효율, 전력소모에서 매우 효과적이며, 그에따라 전기탈이온 공정의 보다 많은 응용분야에 적용할 수 있고, 환경오염에 대한 규제를 강화하는 상황에서 청정기술인 전기탈이온 공정의 적용을 용이하게 하는 본 발명의 비균일 전극은 이온교환수지법이 응용되던 산업현장에서 경제적 이윤 창출을 분명히 제공할 수 있다.

대표청구항

양이온교환막과 음이온교환막 사이에 이온교환물질이 충전된 탈염실 및 상기 양이온 및 음이온교환막의 외측에 구성되는 농축실이 스택 구조로 배열되고, 가장 바깥쪽에 음극과 양극의 전극이 각각 배열되는 동시에 그 안쪽에 전극액 통로가 형성된 모듈 구조의 전기탈이온 장치에 있어서, 전기탈이온 모듈 길이 및 높이에 따라 전류밀도를 변화시키기 위해 상기 음극과 양극의 전극 구조가 유입수의 유입방향에서 유출방향을 따라 그 면적이 점차 감소되는 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 전기탈이온 장치의 비균일 전극 구조.