公开(公告)号：KR101430926B1

公开(公告)日：2014-08-19

申请号：KR1020120112721

申请日：2012-10-11

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 윤재경 ,  주현규 ,  오세창 ,  김영지

IPC: C02F1/32 ,  C02F1/50

Abstract: 본 발명은 티타늄 지지체에 고정화된 나노튜브형 광촉매가 자체 회전하는 수처리장치에 관한 것으로, 입자 형태의 광촉매 반응시스템의 단점 극복을 위해 양극산화 및 열처리를 통하여 메쉬형 티타늄(Ti) 지지체 표면에 자체성장한 나노튜브 구조의 티타니아(TiO
2 ) 광촉매를 매개로 반응기 내에서 우수한 광화학 반응이 이루어질 수 있도록 한 티타늄 지지체에 고정화된 나노튜브형 광촉매가 자체 회전하는 수처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 티타늄 지지체에 고정화된 나노튜브형 광촉매가 자체 회전하는 수처리장치는, 일측면의 상.하부 측에 유출관로 및 유입관로가 각각 연결되며, 상부가 개방된 원통형상의 하우징을 포함하는 광반응기와; 상기 하우징의 내부에 회전수단을 매개로 회전가능하게 설치되되, 메쉬형태의 금속 티타늄 지지체 표면이 양극산화되어 일체화된 나노튜브 티타니아가 형성된 광촉매와; 상기 광촉매의 반응에 필요한 6가 크롬 및 수소이온농도가 조절된 수용액이 저장되어 상기 유출관로 및 유입관로를 통해 하우징에 연결되는 수조와; 상기 광반응기 측에 자외선을 조사하여 자외선과 광촉매가 반응하면서 6가 크롬이 환원처리 되도록 하는 광원부를 포함하여 구성된다.

公开(公告)号：KR101198215B1

公开(公告)日：2012-11-07

申请号：KR1020110037082

申请日：2011-04-21

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 윤재경 ,  주현규 ,  남원식 ,  오세창

IPC: C25B1/02 ,  C01B3/06 ,  C25B11/08 ,  B82B3/00

CPC classification number: Y02E60/36 ,  Y02P20/135

Abstract: 본 발명은 백금이 담지된 나노튜브구조의 티타니아 캐소드, 자연해수 및 멤브레인으로부터 제조된 농축해수전해질을 이용한 광전기화학적 수소제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 양극산화법을 통한 나노튜브 구조의 TiO
2 를 근간으로 하여 캐소드의 수소제조율을 높이기 위해 전자전달이 용이한 TiO
2 나노튜브에 소량의 백금을 담지하여 효율이 향상된 Pt/TiO
2 캐소드 전극의 제조한 후, 그 전극을 이용하여 보다 실질적으로 활용이 가능하도록 한 백금이 담지된 나노튜브구조의 TiO
2 캐소드, 자연해수 및 멤브레인으로부터 제조된 농축해수전해질을 이용한 광전기화학적 수소제조장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 광전기화학적 수소제조장치는, 광전기화학적 수소제조 장치에서 일반해수 및 총용존성분(TDS)이 일반해수보다 높은 농축해수전해질을 원료로 하여 수소를 제조하는 장치에 있어서, 금속 티타늄 지지체의 표면에 광촉매 티타니아(TiO
2 )가 양극산화에 의해 일정한 배열을 갖도록 나노튜브가 적층되어 형성되며 빛에 노출되어 광활성을 나타내는 티타니아 광어노드와; 상기의 티타니아 광어노드를 근간으로 백금전구체로부터 백금이 담지되어 수소를 발생시킬 수 있게 되는 캐소드와; 일반해수 및 다양한 농축해수전해질을 수용하며 광어노드가 침지되는 어노드 전해질부와; 일반해수 및 다양한 농축해수전해질을 수용하며 다양한 함량의 백금이 티타니아 캐소드에 담지되고 이 캐소드가 해수전해질에 침지되는 캐소드 전해질부와; 다양한 종류의 해수전해질들과 전해질부 사이에 이온교환이 이루어질 수 있게 하는 나노여과 멤브레인 및; 상기 티타니아 광어노드와 상기 백금이 담지된 티타니아 캐소드 전극에 도선으로 연결되며 빛에 노출되도록 형성된 솔라셀;을 포함하여 구성된다.

公开(公告)号：KR101372241B1

公开(公告)日：2014-03-28

申请号：KR1020120024579

申请日：2012-03-09

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 윤재경 ,  주현규 ,  남원식 ,  오세창

IPC: C01B3/16 ,  B01J21/06 ,  H01L31/042

CPC classification number: Y02E10/50 ,  Y02P20/135 ,  Y02P20/52

Abstract: 본 발명은 백금이 담지된 나노튜브구조의 티타니아를 광어노드 및 캐소드로 사용하고 쏠라셀과 멤브레인에 의해 서로 연결되며 다양한 해수전해질이 공급되는 일체형 광전기화학적 평판형 수소제조장치에 관한 것이다.
본 발명의 장치는, 금속 티타늄(Ti) 지지체의 표면에 양극산화법에 의하여 자체성장된 튜브 형태의 광촉매 티타니아(TiO
2 )와 이를 근간으로 백금(Pt)이 담지된 어노드전극 및 캐소드전극(Pt/TiO
2 )과; 상기 어노드전극이 침적되고 다양한 해수전해질이 공급되는 평판상의 어노드부와; 상기 캐소드전극이 침적되고 해수전해질이 공급되며 상기 어노드부에 일체로 중첩 결합되는 평판상의 캐소드부와; 상기 어노부와 캐소드부의 해수전해질 사이에서 이온교환이 이루어지도록 하는 멤브레인과; 상기 어노드전극 및 캐소드전극과 도선으로 연결되고, 상기 어노드부 외측 상부에서 빛에 노출되도록 형성된 쏠라셀; 및 상기 어노드부 및 캐소드부에서 생성된 가스를 포집하는 생산가스 저장 및 측정부를 포함하여 구성된다.

公开(公告)号：KR101295001B1

公开(公告)日：2013-08-09

申请号：KR1020100074834

申请日：2010-08-03

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 윤재경 ,  주현규 ,  남원식 ,  오세창

IPC: B01D61/00 ,  C02F1/44 ,  C25B1/02 ,  C01B3/06

CPC classification number: Y02E60/36 ,  Y02P20/135

Abstract: 본 발명은 다양한 이온 성분을 갖는 자연 해수 또는 해수 전해질 분리/농축장치에 의해 농축된 해수를 전해질로 이용하는 광전기화학적 수소제조장치와 수소제조방법을 제공한다. 본 발명은 금속 티타늄 지지체의 표면에 광촉매 티타니아(TiO
2 )가 양극산화에 의해 튜브형으로 적층되고 빛에 노출되도록 형성된 티타니아 광애노드와, 해수 전해질을 수용하며 티타니아 광애노드가 침지되는 애노드 전해질부와, 백금 소재로 이루어져 수소를 발생시킬 수 있게 되는 캐소드와, 해수 전해질을 수용하며 캐소드가 침지되는 캐소드 전해질부와, 애노드 전해질부와 캐소드 전해질부 사이에 개재되어 애노드 전해질부와 캐소드 전해질부 사이에 이온 교환이 이루어질 수 있게 하는 나노여과 멤브레인과, 티타니아 광애노드와 캐소드에 도선으로 연결되며 빛에 노출되도록 형성된 솔라셀에 의해 수소를 제조한다.

公开(公告)号：KR1020120021477A

公开(公告)日：2012-03-09

申请号：KR1020100074834

申请日：2010-08-03

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 윤재경 ,  주현규 ,  남원식 ,  오세창

IPC: B01D61/00 ,  C02F1/44 ,  C25B1/02 ,  C01B3/06

CPC classification number: Y02E60/36 ,  Y02P20/135 ,  B01D61/00 ,  C01B3/06 ,  C02F1/44 ,  C25B1/02

Abstract: PURPOSE: An apparatus for separating/concentrating seawater electrolyte, an apparatus for photo-electrochemically manufacturing hydrogen based on the seawater electrolyte, and a method for manufacturing hydrogen are provided to maximize the manufacturing efficiency of hydrogen using seawater resources. CONSTITUTION: An apparatus for separating/concentrating seawater electrolyte includes a seawater storing part(10), a membrane cell(20), a seawater supplying part(30), a separated seawater discharging part(40), and a concentrated seawater discharging part(50). The seawater storing part stores seawater after particulate materials are eliminated from natural seawater. Nanofiltration membrane is arranged in the membrane cell, and the membrane cell separates/concentrates ionic components in the seawater. The separated seawater discharging part discharges separated seawater. The total dissolved solids(TDS) concentration of the separated seawater is lower than the TDS concentration of the natural seawater. The concentrated seawater is discharged to the seawater storing part.

Abstract translation: 目的：提供一种用于分离/浓缩海水电解质的装置，用于基于海水电解质的光电化学制造氢的装置和氢的制造方法，以利用海水资源使氢的制造效率最大化。 构成：用于分离/浓缩海水电解质的装置包括海水储存部分（10），膜电池（20），海水供应部分（30），分离的海水排放部分（40）和集中的海水排放部分 50）。 从天然海水中除去颗粒物质后，海水储存部分储存海水。 纳滤膜布置在膜电池中，膜细胞分离/浓缩海水中的离子组分。 分离的海水排放部分分离出海水。 分离海水的总溶解固体（TDS）浓度低于天然海水的TDS浓度。 浓缩海水排放到海水储存部分。

公开(公告)号：KR1020130103163A

公开(公告)日：2013-09-23

申请号：KR1020120024579

申请日：2012-03-09

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 윤재경 ,  주현규 ,  남원식 ,  오세창

IPC: C01B3/16 ,  B01J21/06 ,  H01L31/042

CPC classification number: Y02E10/50 ,  Y02P20/135 ,  Y02P20/52 ,  C25B1/003 ,  B01J21/063 ,  B01J23/42 ,  B01J35/004 ,  B01J37/348 ,  C25B1/02 ,  C25B9/10

Abstract: PURPOSE: A photoelectrochemical flat type hydrogen production device is provided to overcome the low efficiency problem of the hydrogen producing device using photocatalytic water decomposition, and to have an effect of solving the low efficiency problem of slurry type photocatalyst as a photo anode and a cathode. CONSTITUTION: A photoelectrochemical flat type hydrogen production device comprises an anode electrode and a cathode electrode (Pt/TiO_2) in which platinum (Pt) is dipped in the backbone of tube type photocatalyst titania (TiO_2) self-grown on the surface of a metal titanium (Ti) supporter by anodizing; a planar anode part in which the anode electrode is precipitated, and various seawater electrolyte is supplied; a planar cathode part (20) combined to the anode part to be overlapped into one body, in which the cathode electrode is precipitated, and seawater electrolyte is supplied; a membrane in which the ion exchange between the seawater electrolyte of the anode part and the cathode part occurs; a solar cell which is connected to the anode electrode and the cathode electrode with a conducting wire, and formed to be exposed to light on the external upper part of the anode part; and a produced gas storage and measuring part (60) which collects gas produced in the anode part and the cathode part.

Abstract translation: 目的：提供一种光电化学平板型氢气制备装置，以克服使用光催化水分解的制氢装置的低效率问题，并且具有解决作为光阳极和阴极的浆料型光催化剂的低效问题的效果。 构成：光电化学平面型氢气制备装置包括阳极电极和阴极电极（Pt / TiO_2），其中铂（Pt）浸入在金属表面上自生长的管型光催化剂二氧化钛（TiO 2）的主链 钛（Ti）支撑体阳极氧化; 沉积阳极电极的平面阳极部分，供给各种海水电解质; 将阳极部分组合的平面阴极部分（20）重叠成一体，其中阴极沉淀，供给海水电解质; 其中发生阳极部分的海水电解质和阴极部分之间的离子交换的膜; 太阳能电池，其利用导线与阳极电极和阴极电极连接，形成为暴露在阳极部分的外部上部的光; 以及收集在阳极部分和阴极部分中产生的气体的产生的气体存储和测量部分（60）。

公开(公告)号：KR1020120119270A

公开(公告)日：2012-10-31

申请号：KR1020110037082

申请日：2011-04-21

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 윤재경 ,  주현규 ,  남원식 ,  오세창

IPC: C25B1/02 ,  C01B3/06 ,  C25B11/08 ,  B82B3/00

CPC classification number: Y02E60/36 ,  Y02P20/135 ,  C25B1/003 ,  B82B3/0038 ,  C25B1/10 ,  C25B9/10 ,  C25B11/0426 ,  C25B13/02

Abstract: PURPOSE: An apparatus and a method for photoelectrochemical hydrogen production using an TiO2 nanotubular electrode electrodeposited Pt as cathode, natural seawater, and concentrated seawater electrolytes obtained from membrane processes is provided to improve the production quantity of hydrogen. CONSTITUTION: An apparatus and a method for photoelectrochemical hydrogen production using an TiO2 nanotubular electrode electrodeposited Pt as cathode, natural seawater, and concentrated seawater electrolytes obtained from membrane processes comprises a titania photoanode(110), a cathode(130), an anode electrolyte part(120), a cathode electrolyte part(140), a nano filtering membrane(150), and a solar cell(160). The cathode electrolyte part is covered with various contents platinum. The nano filtering membrane is installed for the ion exchange of sea water electrolyte and the anode electrolyte part. The solar cell is connected to the titania photoanode and formed to be exposed to the light.

Abstract translation: 目的：提供使用电沉积Pt作为阴极的天然海水和由膜工艺获得的浓缩海水电解质的TiO2纳米管电极的光电化学氢生产装置​​和方法，以改善氢的产生量。 构成：使用由TiO 2纳米管电极电沉积Pt作为阴极，天然海水和从膜工艺获得的浓缩海水电解质的光电化学氢生产的装置和方法包括二氧化钛光电阳极（110），阴极（130），阳极电解质部分 （120），阴极电解质部分（140），纳滤膜（150）和太阳能电池（160）。 阴极电解质部分被各种内容物铂覆盖。 安装纳滤膜用于海水电解质和阳极电解质部分的离子交换。 太阳能电池连接到二氧化钛光电二极管并形成为暴露于光。

公开(公告)号：KR1020140048371A

公开(公告)日：2014-04-24

申请号：KR1020120112721

申请日：2012-10-11

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 윤재경 ,  주현규 ,  오세창 ,  김영지

IPC: C02F1/32 ,  C02F1/50

CPC classification number: C02F1/32 ,  C02F1/50 ,  C02F2201/002 ,  C02F2305/10

Abstract: The present invention relates to a water treatment device in which a nanotube type catalyst fixed to a titanium support rotates alone. The purpose of the present invention is to provide a water treatment device in which a nanotube type catalyst fixed to a titanium support rotates alone so that excellent photochemical reaction is performed in a reactor by using, as a medium, a nanotube structured titania (TiO_2) optical catalyst, which is autonomously grown on the surface of a mesh type titanium (Ti) support through anodizing and heat treatment, so as to overcome the weaknesses of a particle type optical catalyst reacting system. The water treatment device in which a nanotube type catalyst fixed to a titanium support rotates alone according to the present invention comprises: an optical reactor of which the top and bottom sides of one side surface connect with an outlet pipe path and an inlet pipe path, respectively, and which includes a housing having a cylindrical shape of which the top part is opened; an optical catalyst installed inside the housing to be able to rotate with a rotation means as a medium and in which a nanotube titania is formed, which is obtained as the surface of a mesh type metal titanium support is anodized and integrated; a water tank in which hexavalent chromium and aqueous solution having an adjusted concentration of hydrogen ions, which are needed to react the optical catalyst, are stored and which connects with the housing through the outlet pipe path and the inlet pipe path; and a light source part irradiating ultraviolet rays to the side of the optical reactor so that the ultraviolet rays react with the optical catalyst and the hexavalent chromium is reduced.

Abstract translation: 本发明涉及一种水处理装置，其中固定在钛支架上的纳米管型催化剂单独旋转。 本发明的目的是提供一种水处理装置，其中固定在钛载体上的纳米管型催化剂单独旋转，从而通过使用纳米管结构的二氧化钛（TiO_2）作为介质，在反应器中进行优异的光化学反应， 光学催化剂，其通过阳极氧化和热处理自发生长在网状钛（Ti）载体的表面上，以克服粒子型光催化剂反应体系的弱点。 根据本发明，固定在钛载体上的纳米管型催化剂单独旋转的水处理装置包括：一个侧面的顶面和底面与出口管路连接的光反应器和入口管路， 并且其包括具有顶部部分打开的圆柱形状的壳体; 安装在壳体内的光学催化剂能够以作为介质的旋转装置旋转，并且其中形成有作为网状金属钛载体的表面的纳米管二氧化钛被阳极氧化并整合; 储存需要与光催化剂反应所需的具有调节浓度的氢离子的六价铬和水溶液的水箱，并通过出口管路和入口管道与壳体连接; 以及向光反应器侧照射紫外线的光源部，使得紫外线与光学催化剂反应，并且六价铬被还原。