신규한 순환형 광-보조 전기화학 장치
Novel photo-assisted electrochemical cell
특허 요약
본 발명은 전해질을 중력을 거슬러 상승시키는 부위와 하강시키는 부위를 구분하는 중력흐름벽을 구비한 애노드 챔버를 제공함으로써, 전해질의 화학반응에 따라 생성된 기체를 애노드 챔버의 상단에 포집하고, 이를 기체 밸브를 통하여 배출시킴으로써 애노드 챔버 내부의 압력을 대기압 수준으로 일정하게 유지시킬 수 있는 애노드 챔버에 관한 것이다. 본 발명은 계속적인 화학반응에 따라 생성된 기체에 의한 애노드 챔버 내부의 압력 상승 및 이에 따른 챔버의 균열, 전해질의 누출과 같은 현상을 방지할 수 있는 애노드 챔버를 제공함으로써, 안정적이고 효율적인 광-보조 전기화학 장치를 제작하는데 유용하게 이용될 수 있다.
청구항
번호청구항
1

주입된 전해질이 중력과 반대방향으로 상승하는 상승부; 주입된 전해질이 중력 방향으로 하강하는 하강부; 및 상기 상승부와 하강부 사이에 위치하는 중력흐름벽(gravimetric flow wall)을 포함하는 애노드 챔버(anode chamber)로서, 상기 상승부와 상기 하강부는 애노드 챔버 내부의 빈 공간이고 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 애노드 챔버.

2

제 1 항에 있어서, 상기 애노드 챔버는 전해질 입구 및 전해질 출구를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 애노드 챔버.

3

제 1 항에 있어서, 상기 애노드 챔버는 기체 배출밸브 결합부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 애노드 챔버.

4

제 3 항에 있어서, 상기 기체 배출밸브 결합부는 애노드 챔버의 상단에 위치하는 것을 특징으로 하는 애노드 챔버.

5

캐소드 반응물 입구, 캐소드 생성물 출구 및 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 애노드 챔버와의 연결부를 포함하는 캐소드 챔버.

6

제 5 항에 있어서, 상기 캐소드 챔버는 빛(light)이 유입될 수 있는 창(window)을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 캐소드 챔버.

7

제 6 항에 있어서, 상기 창은 빛(light)이 통과할 수 있는 쿼츠를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐소드 챔버.

8

제 1 항의 애노드 챔버 및 제 7 항의 캐소드 챔버를 포함하는 전기화학 장치.

9

제 8 항에 있어서, 상기 캐소드 챔버는 환원반응이 일어나는 것을 특징으로 하는 캐소드 챔버.

10

제 9 항에 있어서, 상기 환원반응은 CO2 환원 반응(CO2 Reduction Reaction)인 것을 특징으로 하는 캐소드 챔버.

11

제 8 항에 있어서, 상기 애노드 챔버에서는 산화반응이 일어나는 것을 특징으로 하는 애노드 챔버.

12

제 11 항에 있어서, 상기 산화반응은 산소 생성 반응(Oxygen Evolution Reaction, OER)인 것을 특징으로 하는 애노드 챔버.

13

제 8 항에 있어서, 상기 전기화학 장치는 애노드 챔버와 캐소드 챔버 사이에 적어도 2개의 집전장치(Current Collector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 장치.

14

제 13 항에 있어서, 상기 적어도 2개의 집전장치 사이에 막전극접합체(Membrane Electrode Assembly, MEA)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기화학 장치.

15

제 14 항에 있어서, 상기 캐소드 챔버로 유입된 빛이 상기 막전극접합체 표면의 전자를 강화시키는 것을 특징으로 하는 전기화학 장치.

16

제 14 항에 있어서, 상기 막전극접합체는 MEA-유사 TFE인 것을 특징으로 하는 전기화학 장치.