| 1 |
1
산소가 공급되는 캐소드 및 제1 전해질을 포함하는 제1 챔버; 애노드 및 제2 전해질을 포함하는 제2 챔버; 및 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버 사이에 배치되고 상기 캐소드 및 상기 애노드와 대향하는 금속 전극을 포함하고, 방전 사이클 동안 상기 제1 챔버에서 산소 환원 반응에 의해 과산화수소를 발생하고, 충전 사이클 동안 상기 제2 챔버에서 물의 산화 반응에 의해 과산화수소를 발생하는, 과산화수소 생산 시스템
|
| 2 |
2
제1항에 있어서, 상기 제1 챔버는 상기 캐소드와 상기 금속 전극 사이에 제1 바이폴라(bipolar) 멤브레인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 3 |
3
제1항에 있어서, 상기 제2 챔버는 상기 애노드와 상기 금속 전극 사이에 제2 바이폴라 멤브레인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 4 |
4
제1항에 있어서, 상기 캐소드는 일측이 상기 제1 전해질과 접촉하고 타측이 공기 또는 산소 기체와 직접 접촉하도록 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 5 |
5
제1항에 있어서, 상기 제1 챔버는 상기 제1 전해질에 공기 또는 산소 기체를 주입하는 기체 주입부를 더 포함하고, 상기 기체 주입부는 상기 캐소드에 인접하여 배치되어 상기 캐소드로 산소가 공급되는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 6 |
6
제1항에 있어서, 상기 캐소드는 산소와 물을 산소 환원 반응시켜 과산화수소를 발생하는 산소 환원 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 7 |
7
제6항에 있어서, 상기 산소 환원 촉매는 Pt-Hg 합금, Pd-Hg 합금, 및 Ag-Hg 합금로 이루어진 군에서 선택되는 금속 합금; 금(Au), 백금(Pt), 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 금속으로서 원자 단위로 분산된 금속; 카르복실(-COOH) 작용기 및/또는 에테르(-C-O-C-) 작용기를 포함하는 탄소 화합물; 및 헤테로 원자가 치환된 탄소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 8 |
8
제1항에 있어서, 상기 애노드는 물을 산화반응시켜 과산화수소를 발생하는 금속 산화물 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 9 |
9
제8항에 있어서, 상기 금속 산화물 촉매는 ZnO, MnOx, TiO2, BiVO4, WO3, SnO2, Co3O4, Al2O3, 및 CaSnO3 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 10 |
10
제1항에 있어서, 방전 사이클 동안에 상기 금속 전극은 애노드가 되고 상기 금속 전극의 금속이 산화되어 금속 산화물을 형성하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 11 |
11
제1항에 있어서, 상기 충전 사이클은 상기 시스템에 전위를 인가하여 실시되고 상기 충전 사이클 동안에 상기 금속 전극은 캐소드가 되는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 12 |
12
제1항에 있어서, 상기 방전 사이클과 상기 충전 사이클이 서로 순차적으로 반복되어, 과산화수소가 연속적으로 생성되는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 13 |
13
제10항에 있어서, 상기 방전 사이클 동안에 금속 전극의 금속으로부터 형성된 금속 산화물은 상기 충전 사이클 동안에 환원되어 금속을 형성하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 14 |
14
제1항에 있어서, 상기 금속 전극은 아연(Zn), 바나듐(V) 크롬(Cr) 망간(Mn) 철(Fe) 코발트(Co) 니켈(Ni) 구리(Cu) 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 및 칼슘(Ca)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 15 |
15
제1항에 있어서, 상기 제1 전해질 및 상기 제2 전해질은 물을 함유하는 수계 전해질인 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 16 |
16
제2항에 있어서, 상기 제1 바이폴라 멤브레인은 방전 사이클 동안에 물을 양성자(H+)와 수산화 이온(OH-)으로 분해하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 17 |
17
제3항에 있어서, 상기 제2 바이폴라 멤브레인은 충전 사이클 동안에 물을 양성자(H+)와 수산화 이온(OH-)으로 분해하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 18 |
18
제16항에 있어서, 상기 제1 바이폴라 멤브레인에서 형성된 양성자는 상기 캐소드 쪽의 제1 전해질로 이동하고, 상기 수산화 이온은 상기 금속 전극 쪽의 제1 전해질로 이동하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 19 |
19
제17항에 있어서, 상기 제2 바이폴라 멤브레인에서 형성된 양성자는 상기 금속 전극 쪽의 제2 전해질로 이동하고, 상기 수산화 이온은 상기 애노드 쪽의 제2 전해질로 이동하는 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
| 20 |
20
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 바이폴라 멤브레인 또는 상기 제2 바이폴라 멤브레인은 음이온 교환성 고분자막과 양이온 교환성 고분자막을 접합하여 제조된 것을 특징으로 하는 과산화수소 생산 시스템
|
