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산소이온 전도 세라믹과 수소 투과 금속으로 이루어져, 세라믹상과 금속상이 양립된 복합 기능성 수소 분리막으로서,
상기 산소이온 전도 세라믹은 YSZ(8mol% Y-doped zirconia), Gd-doped ceria 및 doped-LaGaO3 중 어느 하나이고,
상기 수소 투과 금속은 Pd, Pd-Ag, Pd-Cu, Nb,Zr, Ta 및 V 중 어느 하나이며,
상기 복합 기능성 수소 분리막은 상기 산소이온 전도 세라믹 또는 수소 투과 금속이 각각 40 내지 60vol% 포함되는데,
상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 표면에는 수증기를 공급하고, 상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 표면에는 수증기를 함유한 수소계 가스를 공급하면,
상기 타측 표면에서 일측 표면으로 상기 금속상을 통해 상기 수소계 가스에서 분리된 수소 원자 및 전자가 이동하고, 상기 일측 표면에서 타측 표면으로 상기 세라믹상을 통해 상기 수증기에서 분리된 산소 이온이 이동하여 상기 일측 표면에서는 수소 가스를 생성하고, 상기 타측 표면에서는 합성 가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막
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2 |
2
제 1 항에 있어서,
상기 세라믹상은 상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 표면에서 타측 표면으로 산소 이온을 이동시킬 수 있도록 상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 표면에서 타측 표면으로 상(phase)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막
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3 |
3
제 1 항에 있어서,
상기 금속상은 상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 표면에서 일측 표면으로 수소 또는 전자를 이동시킬 수 있도록 상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 표면에서 일측 표면으로 상(phase)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막
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4 |
4
산소이온 전도 세라믹과 수소 투과 금속으로 이루어져, 세라믹상과 금속상이이 양립되어 일측 표면에서는 수소 가스를 생성하고 타측 표면에서는 합성 가스를 생성하는 복합 기능성 수소 분리막;
상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 측면에는 수증기를 공급하는 수증기 공급 수단;
상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 측면에는 상기 일측 표면에서 생성된 수소 가스를 회수하는 수소 회수 수단;
상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 측면에는 수증기를 함유한 수소계 가스를 공급하는 수소계 가스 공급 수단; 및
상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 측면에는 상기 타측 표면에서 생성된 합성 가스를 회수하는 합성 가스 회수 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 포함하는 수소 생산 시스템
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5 |
5
제 4 항에 있어서,
상기 산소이온 전도 세라믹은 YSZ(8mol% Y-doped zirconia), Gd-doped ceria 및 doped-LaGaO3 중 어느 하나이고,
상기 수소 투과 금속은 Pd, Pd-Ag, Pd-Cu, Nb,Zr, Ta 및 V 중 어느 하나이며,
상기 복합 기능성 수소 분리막은 상기 산소이온 전도 세라믹 또는 수소 투과 금속이 각각 40 내지 60vol% 포함된 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 포함하는 수소 생산 시스템
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6 |
6
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 세라믹상은 상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 표면에서 타측 표면으로 산소 이온을 이동시킬 수 있도록 상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 표면에서 타측 표면으로 상(phase)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 포함하는 수소 생산 시스템
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7 |
7
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 금속상은 상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 표면에서 일측 표면으로 수소 또는 전자를 이동시킬 수 있도록 상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 표면에서 일측 표면으로 상(phase)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 포함하는 수소 생산 시스템
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8 |
8
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 수소계 가스는 탄화수소(hydrogen carbon)계 가스인 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 포함하는 수소 생산 시스템
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9
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 수소계 가스는 CH4 가스인 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 포함하는 수소 생산 시스템
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10 |
10
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 합성 가스는 이산화탄소(C02)와 수증기(H2O)의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 포함하는 수소 생산 시스템
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11
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 복합 기능성 분리막은 관형으로 구비되고,
상기 관형의 복합 기능성 분리막의 일측 끝단에는 상기 수증기 공급 수단 및 수소 회수 수단이 구비되고,
상기 관형의 복합 기능성 분리막의 타측 끝단에는 상기 수소 회수 수단 및 합성 가스 회수 수단이 구비되어,
상기 관형의 복합 기능성 분리막의 내부 통로로 상기 수증기를 공급하고, 상기 관형의 복합 기능성 분리막의 외부로 상기 수증기를 함유한 수소계 가스를 공급하여, 상기 관형의 복합 기능성 분리막의 내부 통로로부터 수소를 획득하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 포함하는 수소 생산 시스템
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12 |
12
제 11 항에 있어서,
상기 관형의 복합 기능성 분리막의 외부 직경보다 내부 직경이 더 큰 외측 관을 더 포함하여,
상기 관형의 복합 기능성 분리막과 상기 외측 관 사이에 형성된 외부 통로로 상기 수증기를 함유한 수소계 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 포함하는 수소 생산 시스템
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13
산소이온 전도 세라믹과 수소 투과 금속으로 이루어져, 세라믹상과 금속상이 양립된 복합 기능성 수소 분리막의 일측 표면에는 수증기를 공급하고, 상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 표면에는 수증기를 함유한 수소계 가스를 공급하여, 상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 표면에서 일측 표면으로 상기 금속상을 통해 상기 수소계 가스에서 분리된 수소 원자 및 전자가 이동하고, 상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 표면에서 타측 표면으로 상기 세라믹상을 통해 상기 수증기에서 분리된 산소 이온이 이동하여 상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 표면에서는 수소 가스를 생성하고, 상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 표면에서는 합성 가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 이용하여 수소를 생산하는 방법
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14
제 13 항에 있어서,
상기 산소이온 전도 세라믹은 YSZ(8mol% Y-doped zirconia), Gd-doped ceria 및 doped-LaGaO3 중 어느 하나이고, 상기 수소 투과 금속은 Pd, Pd-Ag, Pd-Cu, Nb,Zr, Ta 및 V 중 어느 하나이며, 상기 복합 기능성 수소 분리막은 상기 산소이온 전도 세라믹 또는 수소 투과 금속이 각각 40 내지 60vol% 포함된 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 이용하여 수소를 생산하는 방법
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15
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 세라믹상은 상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 표면에서 타측 표면으로 산소 이온을 이동시킬 수 있도록 상기 복합 기능성 수소 분리막의 일측 표면에서 타측 표면으로 상(phase)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 이용하여 수소를 생산하는 방법
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16
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 금속상은 상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 표면에서 일측 표면으로 수소 또는 전자를 이동시킬 수 있도록 상기 복합 기능성 수소 분리막의 타측 표면에서 일측 표면으로 상(phase)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 이용하여 수소를 생산하는 방법
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17
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 수소계 가스는 탄화수소(hydrogen carbon)계 가스인 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 이용하여 수소를 생산하는 방법
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18
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 수소계 가스는 CH4 가스인 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 이용하여 수소를 생산하는 방법
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19
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 합성 가스는 이산화탄소(C02)와 수증기(H2O)의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 이용하여 수소를 생산하는 방법
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20
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 복합 기능성 분리막은 관형으로 구비되고,
상기 관형의 복합 기능성 분리막의 일측 끝단에는 상기 수증기 공급 수단 및 수소 회수 수단이 구비되고,
상기 관형의 복합 기능성 분리막의 타측 끝단에는 상기 수소 회수 수단 및 합성 가스 회수 수단이 구비되어,
상기 관형의 복합 기능성 분리막의 내부 통로로 상기 수증기를 공급하고, 상기 관형의 복합 기능성 분리막의 외부로 상기 수증기를 함유한 수소계 가스를 공급하여, 상기 관형의 복합 기능성 분리막의 내부 통로로부터 수소를 획득하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 이용하여 수소를 생산하는 방법
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제 20 항에 있어서,
상기 관형의 복합 기능성 분리막의 외부 직경보다 내부 직경이 더 큰 외측 관을 더 포함하여,
상기 관형의 복합 기능성 분리막과 상기 외측 관 사이에 형성된 외부 통로로 상기 수증기를 함유한 수소계 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 복합 기능성 수소 분리막을 이용하여 수소를 생산하는 방법
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