상시 구동가능한 광전지를 이용한 해수 수소생산 시스템
SEAWATER HYDROGEN PRODUCTION SYSTEM USING PHOTOVOLTAIC CELLS THAT CAN BE OPERATED AT ALL TIMES
특허 요약
본 발명은 광전지를 이용한 해수 수소생산 시스템에 관한 것으로, 미리 설정된 값 이상의 양극 전류밀도를 유도하는 NiFe(옥시)수산화물상; 및 음극반응에 대한 촉매 활성 기능을 갖는 Ni 3 Fe 합금상;을 포함함으로써 이중기능성 구조를 갖는 전기촉매; 전기촉매를 양극과 음극으로 사용하는 해수전해조(SWE); 및 유기 광전지(OPV) 셀;을 포함하여 구비된다. 본 발명에 따르면, 니켈-철층 이중 수산화물(NF-LDH)의 NiFe(옥시)수산화물 상이 큰 양극 전류밀도를 끌어오므로, 식염수 전기분해 중에 유리한 질량 및 이온 전달을 유도하여 실제 적용 수준을 만족시키는 이중기능성 전기촉매를 제공할 수 있고, 니켈-철층 이중 수산화물(NF-LDH)의 Ni 3 Fe 합금 상이 음극 반응에 대한 높은 촉매 활성과 우수한 내식성을 동시에 담당하므로, Cl - 차단물질로 효과적으로 작용하여 염화물 부식을 억제할 수 있으며, 대형 유기 태양광전지와 연계하여 성공적으로 작동가능한 이중기능성 전기촉매를 제공함으로써 에너지와 수자원을 최소한으로 소모하여 효율을 극대화하고 상시 구동가능한 수소생산 시스템을 제공할 수 있다.
청구항
| 번호 | 청구항 |
|---|---|
| 1 | 미리 설정된 값 이상의 양극 전류밀도를 유도하는 NiFe(옥시)수산화물상; 및 음극반응에 대한 촉매 활성 기능을 갖는 Ni3Fe 합금상;을 포함함으로써 이중기능성 구조를 갖는 전기촉매;상기 전기촉매를 양극과 음극으로 사용하는 해수전해조(SWE); 및유기 광전지(OPV) 셀 또는 실내광전지 셀;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기촉매를 활용한 해수 수소생산 시스템. |
| 2 | 제 1 항에 있어서,NF-LHD에 RF 플라즈마를 수행하여 상기 NF-LDH의 (옥시)수산화물상을 니켈-철 (Ni-Fe) 금속 합금상으로 50% 이상 변환시키는 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 전기촉매를 활용한 해수 수소생산 시스템. |
| 3 | 제 1 항에 있어서,상기 NiFe(옥시)수산화물상과 상기 Ni3Fe 합금상 사이의 계면에 금속 및 n형 반도체 쇼트키 장벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기촉매를 활용한 해수 수소생산 시스템. |
| 4 | 제 1 항에 있어서,상기 NiFe(옥시)수산화물상은 농축 전해질에서 식염수 OER에 대해 10 mA/cm2이상의 전류 밀도 및 HER에 대해 -10 mA/cm2 이상의 전류 밀도를 생성하는 것을 특징으로 하는 전기촉매를 활용한 해수 수소생산 시스템. |
| 5 | 제 1 항에 있어서,10mA/cm2 또는 -10 mA/cm2의 전류 밀도에서 24시간 이상 안정성을 유지하는 것을 특징으로 하는 전기촉매를 활용한 해수 수소생산 시스템. |
