액상 연료 조성물과 이를 이용한 에너지 생산 방법, 장치 및 시스템
Liquid fuel mixture, method and equipment and system for producing energy using the same
특허 요약
본 발명은 액상 연료 조성물과 이를 이용한 에너지 생산 방법, 장치 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소화물인 소듐 보로하이드라이드(NaBH 4 )와 과산화수소를 이용하여, 환경오염물질을 배출하지 않는 효율적인 에너지 생성 메커니즘을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 상기와 같은 에너지 생성 메커니즘을 이용하여 무공해 청정 에너지를 생산할 수 있는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 방법 및 장치, 그리고 다양한 에너지 생산 시스템의 개념적 기술을 제공함으로써, 미래적 에너지원인 수소의 연구개발 및 이용을 활성화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 미래 에너지 연구 및 개발분야, 무공해 에너지 생산 장치 및 시스템 분야, 및 이로부터 파생되는 다양한 분야에서 기반이 되는 원천적인 기술을 제공할 뿐만 아니라, 해당 분야들에서의 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
청구항
번호청구항
1

물(H2O)을 용매로 용해된 소듐 보로하이드라이드(NaBH4) 용액 및 액상의 산화제를 포함하는 액상 연료 조성물.

2

제 1항에 있어서,상기 액상의 산화제는 과산화수소(H2O2)인 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물.

3

제 2항에 있어서,상기 과산화수소(H2O2)는 "High Test Peroxide(HTP)"인 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물.

4

제 1항에 있어서,상기 소듐 보로하이드라이드 용액은 소듐 보로하이드라이드가 35 중량% 내지 36 중량%이고,상기 액상의 산화제는 98 중량% 내지 100 중량%의 과산화수소(High Test Peroxide, HTP)인 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물.

5

제 4항에 있어서,상기 액상 연료 조성물은,소듐 보로하이드라이드 용액과 과산화수소의 혼합비율이 1:0.85 내지 1:0.93인 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물.

6

제 5항에 있어서,상기 액상 연료 조성물은,소듐 보로하이드라이드 용액과 과산화수소의 혼합비율이 1:0.89인 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물.

7

a) 물(H2O)에 소듐 보로하이드라이드(NaBH4)를 용해하여 중간연료조성물을 생성하는 단계;b) 상기 중간연료조성물에 과산화수소를 혼합하여 최종연료조성물을 생성하는 단계; 및c) 연소촉진용 나노점화제를 첨가하여, 상기 최종연료조성물의 연소반응을 유도하는 단계를 포함하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 방법.

8

제 7항에 있어서,상기 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 방법은,d) 상기 연소반응에 의해 발생되는 열에너지를 대상에너지로 교환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 방법.

9

제 7항 또는 제 8항에 있어서,상기 단계 a)는,33.3 중량% 내지 37.5 중량%의 소듐 보로하이드라이드(NaBH4)를 포함하는 중간연료조성물을 생성하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 방법.

10

제 9항에 있어서,상기 단계 b)는,상기 중간연료조성물에, 98 중량% 내지 100 중량%의 과산화수소(High Test Peroxide, HTP)를 0.85 내지 0.93의 비율로 혼합하여 최종연료조성물을 생성하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 방법.

11

제 10항에 있어서,상기 단계 c)는,나노단위의 크기를 갖는 알루미늄입자를 연소촉진용 나노점화제로 첨가하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 방법.

12

제 10항에 있어서,상기 단계 c)는,나노단위의 크기를 갖는 마그네슘입자를 연소촉진용 나노점화제로 첨가하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 방법.

13

소듐 보로하이드라이드(NaBH4)를 공급하는 원료공급장치;물을 공급하는 용매공급장치;상기 원료공급장치 및 용매공급장치로부터 각각 소듐 보로하이드라이드 및 물을 공급받아 혼합하여 중간연료조성물을 생성하는 제1 혼합기;과산화수소를 공급하는 산화제공급장치;상기 제1 혼합기에서 생성된 중간연료조성물과 상기 산화제공급장치로부터 공급되는 과산화수소를 혼합하여 최종연료조성물을 생성하는 제2 혼합기;상기 제2 혼합기에서 생성된 최종연료조성물을 공급하는 연료공급펌프;연소반응용 점화제를 공급하는 나노점화제공급장치; 및상기 연료공급펌프로부터 공급되는 최종연료조성물에 상기 나노점화제공급장치로부터 공급되는 점화제를 첨가하여 열에너지를 생산하는 연소챔버를 포함하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치.

14

제 13항에 있어서,상기 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치는,상기 연소챔버에서 발생하는 반응결과물을 배출하는 배출장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치.

15

제 13항 또는 제 14항에 있어서,상기 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치는,상기 원료공급장치에서 상기 제1 혼합기로 공급되는 소듐 보로하이드라이드의 공급량을 조절하는 제1 밸브;상기 용매공급장치에서 상기 제1 혼합기로 공급되는 물의 공급량을 조절하는 제2 밸브;상기 제1 혼합기에서 상기 제2혼합기로 공급되는 중간연료조성물의 조성비를 감지하는 제1 조성비감지센서; 및상기 제1 조성비감지센서에서 감지된 중간연료조성물의 조성비를 확인하고, 확인된 조성비가 제1 목표조성비에 도달하도록 상기 제1 밸브 및 제2 밸브의 동작을 제어하는 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치.

16

제 15항에 있어서,상기 제어장치는,상기 확인된 중간연료조성물의 조성비가, 전체 중량에 대한 소듐 보로하이드라이드의 중량을 35 중량% 내지 36 중량%로 설정한 제1 목표조성비에 도달하도록 상기 제1 밸브 및 제2 밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치.

17

제 15항에 있어서,상기 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치는,상기 산화제공급장치에서 상기 제2 혼합기로 공급되는 산화제의 공급량을 조절하는 제3 밸브; 및상기 제2 혼합기에서 생성되는 최종연료조성물의 조성비를 감지하는 제2 조성비감지센서를 더 포함하고,상기 제어장치는,상기 제2 조성비감지센서에서 감지된 최종연료조성물의 조성비를 확인하고, 확인된 조성비가 제2 목표조성비에 도달하도록 상기 제3 밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치.

18

제 17항에 있어서,상기 제어장치는,상기 확인된 최종연료조성물의 조성비가, 소듐 보로하이드라이드 용액과 과산화수소의 혼합비율이 1:0.85 내지 1:0.93로 설정한 제2 목표조성비에 도달하도록 상기 제3 밸브의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치.

19

제 17항에 있어서,상기 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치는,상기 연소챔버 내의 온도를 감지하는 온도감지센서를 더 포함하고,상기 제어장치는,상기 온도감지센서에서 감지된 온도가 목표온도에 도달하도록 상기 연료공급펌프의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 장치.

20

소듐 보로하이드라이드(NaBH4)를 저장하는 원료저장탱크;용매인 물을 저장하는 물저장탱크;상기 원료저장탱크 및 물저장탱크로부터 각각 소듐 보로하이드라이드 및 물을 공급받아 혼합하여 중간연료조성물을 생성하는 중간연료조성물 생성장치;상기 중간연료조성물 생성장치에서 생성된 중간연료조성물을 저장하는 중간연료조성물 저장탱크;산화제인 과산화수소를 저장하는 과산화수소저장탱크;상기 중간연료조성물 저장탱크 및 과산화수소저장탱크로부터 각각 중간연료조성물 및 과산화수소를 공급받아 혼합하여 최종연료조성물을 생성하는 최종연료조성물 생성장치;연소반응용 점화제를 공급하는 나노점화제공급장치;상기 최종연료조성물 생성장치로부터 공급되는 최종연료조성물에 상기 나노점화제공급장치로부터 공급되는 점화제를 첨가하여 열에너지를 생성하는 연소장치; 및상기 연소장치에서 생성된 열에너지를 대상에너지로 변환하는 열에너지변환장치를 포함하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 시스템.

21

제 20항에 있어서,상기 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 시스템은,상기 연소장치에서 발생하는 반응결과물을 배출하는 배출장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 시스템.

22

제 20항 또는 제 21항에 있어서,상기 중간연료조성물 생성장치는,33.3 중량% 내지 37.5 중량%의 소듐 보로하이드라이드(NaBH4)를 포함하는 중간연료조성물을 생성하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 시스템.

23

제 22항에 있어서,상기 최종연료조성물 생성장치는,상기 중간연료조성물 생성장치에서 생성된 중간연료조성물에, 98 중량% 내지 100 중량%의 과산화수소(High Test Peroxide, HTP)를 0.85 내지 0.93의 비율로 혼합하여 최종연료조성물을 생성하는 것을 특징으로 하는 액상 연료 조성물을 이용한 에너지 생산 시스템.