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흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인을 포함하고,상기 친수성 섬유 멤브레인에 대한 극성 용매의 비대칭적인 젖음 (wetting)에 의해 상기 친수성 섬유 멤브레인의 일부 영역에서 상기 흡착 물질에 상기 극성 용매가 흡착됨에 따라 전기 에너지가 생성되고,상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인의 섬유 가닥이 갖는 극성 용매 흡수력에 의해 이동되는 수소 이온 (proton)이 유발하는 전류에 의해 전기 에너지가 생성되는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제1항에 있어서,상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인에 대한 극성 용매의 젖음은 흡착 물질의 표면에 전기 이중층을 형성시키고, 이로 인해 젖은 영역 (wetted region)과 마른 영역 (dry region) 사이에 캐패시턴스 (capacitance) 차이에 의해 유도된 전압 차이를 만들어 전기 에너지가 생성되는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제1항에 있어서,상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인에 있어서 섬유 가닥이 갖는 극성 용매 흡수력에 의해 극성 용매가 함유하고 있는 수소 이온 (proton)이 젖은 영역에서 마른 영역으로 이동되고, 전하적 중성 (charge neutrality)을 유지하기 위해 흡착 물질이 지닌 전자 (electron)가 수소 이온의 이동과 같은 방향으로 이동하거나 또는 흡착 물질이 지닌 정공 (hole)이 수소 이온의 이동과 반대 방향으로 이동함에 의해 형성되는 전류를 이용하여 전기 에너지가 생성되는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제1항에 있어서,상기 비대칭적인 젖음은 상기 친수성 섬유 멤브레인의 전체 부피대비 0
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제1항에 있어서,상기 극성 용매는 아세트산 (acetic acid), 물 (water), 에탄올 (ethanol), 아세톤 (acetone), 아세토니트릴 (acetonitrile), 메탄올 (methanol), 아이소프로판올 (isopropanol), 암모니아 (ammonia) 및 피리딘 (pyridine) 중 하나 또는 둘 이상의 혼합 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제1항에 있어서,상기 전기 에너지는 직류 (DC) 형태의 전기 에너지를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제1항에 있어서,상기 흡착 물질은 전도성의 탄소층을 포함하고,상기 탄소층을 구성하는 탄소 물질은 수퍼 P (Super P), 덴카블랙 (Denka black), 아세틸랜 블랙 (acetylene black), 케첸블랙 (Ketjen black) 중에서 선택된 탄소입자 내지는, 활성 탄소 (activated carbon), 그래핀 (graphene) 및 탄소나노튜브 (carbon nanotube) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제7항에 있어서,상기 탄소층은 상기 친수성 섬유 멤브레인에 단위 부피당 0
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제1항에 있어서,상기 친수성 섬유 멤브레인은 면 직물 (cotton fabric), 한지 (mulberry paper), 폴리프로필렌 멤브레인 (polypropylene membrane), 산소 플라즈마 처리된 부직포, 친수성 표면 처리가 이루어진 직물 및 나노섬유 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제1항에 있어서,상기 친수성 섬유 멤브레인은 섬유 가닥으로 이루어지며, 개별 섬유의 표면에 탄소층이 결착되어 코팅되는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제1항에 있어서,상기 친수성 섬유 멤브레인을 구성하는 섬유 가닥의 직경은 50 nm 내지 500 μm의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제1항에 있어서,상기 친수성 섬유 멤브레인의 두께는 10 μm 내지 1 mm의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제1항에 있어서,상기 친수성 섬유 멤브레인은 가로 세로의 종횡비가 1 이상인 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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제1항에 있어서,상기 전기 에너지의 밀도 및 발생 시간의 증가를 위해, 상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인을 복수로 적층하거나 또는 직렬로 연결하는 것을 특징으로 하는 복합 발전기
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복합 발전기의 제조방법에 있어서, (a) 흡착 물질을 형성하는 코팅 용액을 제조하는 단계;(b) 친수성 섬유 멤브레인을 코팅 용액에 침지시켜 친수성 섬유 멤브레인을 구성하는 개별 섬유의 표면에 상기 흡착 물질을 코팅하는 단계; 및(c) 상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인을 건조시키는 단계를 포함하고,상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인에 대한 극성 용매의 비대칭적인 젖음(wetting)에 의해 상기 친수성 섬유 멤브레인의 일부 영역에서 상기 흡착 물질에 상기 극성 용매가 흡착됨에 따라 전기 에너지가 생성되는 것을 특징으로 하는 복합 발전기의 제조방법
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제15항에 있어서,상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인에 대한 극성 용매의 젖음은 흡착 물질의 표면에 전기 이중층을 형성시키고, 이로 인해 젖은 영역 (wetted region)과 마른 영역 (dry region) 사이에 캐패시턴스 (capacitance) 차이에 의해 유도된 전압 차이를 만들어 전기 에너지가 생성되는 것을 특징으로 하는 복합 발전기의 제조방법
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제15항에 있어서,상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인에 있어서 섬유 가닥이 갖는 극성 용매 흡수력에 의해 극성 용매가 함유하고 있는 수소 이온 (proton)이 젖은 영역에서 마른 영역으로 이동되고, 전하적 중성 (charge neutrality)을 유지하기 위해 흡착 물질이 지닌 전자 (electron)가 수소 이온의 이동과 같은 방향으로 이동하거나 또는 흡착 물질이 지닌 정공 (hole)이 수소 이온의 이동과 반대 방향으로 이동함에 의해 형성되는 전류를 이용하여 전기 에너지가 생성되는 것을 특징으로 하는 복합 발전기의 제조방법
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제15항에 있어서,(d) 상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인을 복수로 적층하거나 또는 직렬로 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전기의 제조방법
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제15항에 있어서,상기 (a) 단계에서,상기 흡착 물질을 형성하는 코팅 용액은 전도성의 탄소층을 형성하는 카본 코팅 용액을 포함하고,상기 탄소층은, 수퍼 P (Super P), 덴카블랙 (Denka black), 아세틸랜 블랙 (acetylene black) 및 케첸블랙 (Ketjen black) 중에서 선택된 탄소입자 내지는, 활성 탄소 (activated carbon), 그래핀 (graphene) 및 탄소나노튜브 (carbon nanotube) 중 한 가지 혹은 두 가지 이상의 카본이 혼합된 것을 포함하고,상기 카본 코팅 용액은 계면활성제가 물에 포함되어 음파처리로 (sonication) 카본이 고르게 분산된 것을 특징으로 하는 복합 발전기의 제조방법
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제19항에 있어서,상기 카본 코팅 용액에 포함되는 카본의 함량은 용매 대비 0
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제19항에 있어서,상기 계면활성제는 SDBS(sodium dodecylbenzenesulfonate), Span 20, Span 60, Span 65, Span 80, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 65, Tween 80 및 Tween 85 중 적어도 하나를 포함하고,상기 계면활성제의 양은 물 대비 0
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제15항에 있어서,상기 (b) 단계는,상기 친수성 섬유 멤브레인이 가로 세로의 종횡비가 1 이상이 되도록 절삭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전기의 제조방법
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제15항에 있어서,상기 (b) 단계에서,상기 친수성 섬유 멤브레인을 코팅 용액에 침지시키는 횟수를 조절하여 상기 흡착 물질의 적재 양을 조절하는 것을 특징으로 하는 복합 발전기의 제조방법
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제15항에 있어서,상기 (c) 단계는, 상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인을 트레이에 평평하게 위치시킨 후 오븐에서 건조시키는 것을 특징으로 하는 복합 발전기의 제조방법
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제15항에 있어서,상기 흡착 물질이 코팅된 친수성 섬유 멤브레인 복수 개를 서로 직렬 및 병렬로 연결하여 전류 및 전압을 증폭시키는 것을 특징으로 하는 복합 발전기의 제조방법
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제15항에 있어서,상기 극성 용매는 아세트산 (acetic acid), 물 (water), 에탄올 (ethanol), 아세톤 (acetone), 아세토니트릴 (acetonitrile), 메탄올 (methanol), 아이소프로판올 (isopropanol), 암모니아 (ammonia) 및 피리딘 (pyridine) 중 하나 또는 둘 이상의 혼합 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발전기의 제조방법
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