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하기 수소생성 전기화학분해 반응장치부를 메탄올 용액이 통과하도록 메탄올 용액을 공급하는 메탄올 공급 단계;상기 메탄올 공급 단계에서 제공받은 메탄올 용액을 3전극 구조의 수소생성 전기화학분해 반응장치부에서 전기분해하여 수소를 생성하는 수소 생성 단계; 및상기 수소 생성 단계에서 생성되는 수소 및 수소와 함께 생성되는 반응잔여물의 혼합가스를 저장하거나, 혼합가스의 수소와 반응잔여물을 각각 분리 저장하거나 또는 공급 대상으로 공급하는 저장 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는수소 생산 방법
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제1항에 있어서,상기 메탄올 공급 단계의 메탄올 용액은 수순 메탄올 용액이거나, 순수 메탄올에 KOH가 첨가된 메탄올 용액인 것을 특징으로 하는수소 생산 방법
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제1항에 있어서,상기 수소 생성 단계는,상기 메탄올 공급 단계에서 공급되는 메탄올 용액이 수소생성 전기화학분해 반응장치부에서 상향류의 흐름을 형성하면서 전기화학 분해로 수소를 생성하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는수소 생산 방법
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메탄올 용액을 하기 수소생성 전기화학분해 반응장치부에 제공하고 배출시키도록 구성되는 메탄올 공급 장치부;상기 메탄올 공급 장치부에서 공급되는 메탄올 용액을 제공받아 전기화학 분해하여 수소를 생성하는 수소생성 전기화학분해 반응장치부; 및상기 수소생성 전기화학분해 반응장치부에서 생성되는 수소를 포함하는 혼합가스를 저장하는 저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제4항에 있어서,상기 메탄올 공급 장치부는, 상기 수소생성 전기화학분해 반응장치부의 입구 측에 구비되는 공급 펌프 또는 상기 수소생성 전기화학분해 반응장치부의 출구 측에 구비되는 석션 펌프로 구성되며,상기 저장부는 상기 수소생성 전기화학분해 반응장치부로부터의 수소와 일산화탄소의 혼합가스를 저장하는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제4항에 있어서,상기 메탄올 공급 장치부는, 상기 수소생성 전기화학분해 반응장치부의 입구 측에 구비되는 공급 펌프 또는 상기 수소생성 전기화학분해 반응장치부의 출구 측에 구비되는 석션 펌프로 구성되며,상기 저장부는, 상기 수소생성 전기화학분해 반응장치부로부터의 수소와 일산화탄소의 혼합가스가 배출되는 배출 라인 상에 구비되는 수소-일산화탄소 분리 장치에 의해 분리된 수소와 일산화탄소를 각각 저장하도록 구성되는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제6항에 있어서,상기 배출 라인 상에 구비되어 합성가스 및 이 합성가스와 함께 배출되는 메탄올 용액을 분리하는 기액 분리 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제4항에 있어서,상기 메탄올 공급 장치부에서 공급되는 메탄올 용액은 수순 메탄올 용액이거나, 순수 메탄올에 KOH가 첨가된 메탄올 용액인 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제4항에 있어서,상기 수소생성 전기화학분해 반응장치부는,메탄올 용액이 유입 및 배출 가능하며, 전기화학적 반응이 일어나는 반응 공간을 제공하도록 구성되는 기준 전극 모듈;상기 기준 전극 모듈의 일측에 구비되며, 메탄올 용액이 유입 및 배출 가능하게 구성되는 상대 전극 부재;상기 기준 전극 모듈의 타측에 구비되며, 메탄올 용액이 유입 및 배출 가능하게 구성되는 작업 전극 부재;상기 상대 전극 부재의 일측에 구비되며, 메탄올 용액이 유입 가능하게 구성되는 유입측 결합 커버 모듈;상기 작업 전극 부재의 타측에 구비되며, 메탄올 용액이 배출 가능하게 구성되는 배출측 결합 커버 모듈;상기 기준 전극 모듈과 상대 전극 부재 사이, 상기 기준 전극 모듈과 작업 전극 부재 사이, 상기 상대 전극 부재와 유입측 결합 커버 모듈 사이, 및 상기 작업 전극 부재와 배출측 결합 커버 모듈 사이에 구비되어 이들 사이를 기밀하게 밀봉하는 가스켓 부재; 및상기 기준 전극 모듈, 상대 전극 부재, 작업 전극 부재, 유입측과 배출측 결합 커버 모듈, 및 가스켓 부재를 밀착 고정시키는 고정 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제9항에 있어서,상기 기준 전극 모듈은,중앙에 개방부가 형성되고, 상부와 하부 각각에 복수의 출입구멍이 형성되며, 상기 개방부와 복수의 출입구멍 사이에 유동홈이 형성되는 절연성 재질의 중앙 반응판;상기 중앙 반응판의 양측에 각각 구비되며, 메탄올 용액이 유동가능하게 형성되는 절연성 재질의 한 쌍의 측면 반응판; 및일단부는 기준 전극 모듈의 외측으로 노출되며, 타단부는 중앙 반응판의 개방부 측에 위치되게 장착되는 은-염화은(Ag/AgCl) 기준 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제9항에 있어서,상기 기준 전극 모듈은,측벽에 각각 개방부를 갖고 형성되는 절연성 재질의 함체형의 중앙 하우징;상기 중앙 하우징의 양측에 각각 구비되며, 메탄올 용액이 유동가능하게 형성되는 절연성 재질의 한 쌍의 측면 반응판; 및일단부는 기준 전극 모듈의 외측으로 노출되며, 타단부는 상기 중앙 중앙부의 공간 측에 위치되게 장착되는 은-염화은(Ag/AgCl) 기준 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제10항 또는 제11항에 있어서,상기 한 쌍의 측면 반응판은 상기 중앙 반응판의 개방부의 사이즈에 상응하는 메쉬부가 형성되는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제10항 또는 제11항에 있어서,상기 상대 전극 부재는 백금(Pt) 상대 전극으로 형성되는 판상의 전극부, 및 상기 전극부의 상부와 하부 각각에 형성되며, 복수의 출입구멍을 갖는 절연성 재질의 유동 제공부를 포함하고,상기 작업 전극 부재는 구리(Cu) 작업 전극으로 형성되는 판상의 전극부, 및 상기 전극부의 상부와 하부 각각에 형성되며, 복수의 출입구멍을 갖는 절연성 재질의 유동 제공부를 포함하며,상기 상대 전극 부재와 작업 전극 부재 각각의 전극부는 외부로 노출되어 전원공급장치와 연결되는 접속 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제9항에 있어서,상기 유입측 결합 커버 모듈은, 메탄올 용액이 투입되는 투입구가 하부 일측에 돌출 형성되는 엔드 프레임 부재, 및 상기 엔드 프레임 부재의 투입구가 관통하여 외측으로 노출되는 관통 구멍이 형성되며, 상기 엔드 프레임 부재의 일측에 구비되는 엔드 커버 부재를 포함하며,상기 배출측 결합 커버 모듈은 모듈 메탄올 용액이 배출되는 배출구가 상부 일측에 돌출 형성되는 엔드 프레임 부재, 및 상기 엔드 프레임 부재의 배출구가 관통하여 외측으로 노출되는 관통 구멍이 형성되며, 상기 엔드 프레임 부재의 타측에 구비되는 엔드 커버 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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제14항에 있어서,상기 상대 전극 부재와 작업 전극 부재가 각각 대향하는 면인 상기 엔드 프레임 부재 각각의 면에는 하기 전극의 형상에 상응하는 형상의 안착홈이 형성되고,상기 상대 전극 부재는 상기 유입측 결합 커버 모듈의 엔드 프레임 부재의 안착홈에 안착되는 백금(Pt) 상대 전극으로 구성되며,상기 작업 전극 부재는 상기 배출측 결합 커버 모듈의 엔드 프레임 부재의 안착홈에 안착되는 구리(Cu) 작업 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는수소 생산 장치
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메탄올 용액을 전기화학분해하여 수소를 생성하기 위한 수소생성 전기화학분해 반응장치로서,메탄올 용액이 유입 및 배출 가능하며, 전기화학적 반응이 일어나는 반응 공간을 제공하도록 구성되는 기준 전극 모듈;상기 기준 전극 모듈의 일측에 구비되며, 메탄올 용액이 유입 및 배출 가능하게 구성되는 상대 전극 부재;상기 기준 전극 모듈의 타측에 구비되며, 메탄올 용액이 유입 및 배출 가능하게 구성되는 작업 전극 부재;상기 상대 전극 부재의 일측에 구비되며, 메탄올 용액이 유입 가능하게 구성되는 유입측 결합 커버 모듈;상기 작업 전극 부재의 타측에 구비되며, 메탄올 용액이 배출 가능하게 구성되는 배출측 결합 커버 모듈;상기 기준 전극 모듈과 상대 전극 부재 사이, 상기 기준 전극 모듈과 작업 전극 부재 사이, 상기 상대 전극 부재와 유입측 결합 커버 모듈 사이, 및 상기 작업 전극 부재와 배출측 결합 커버 모듈 사이에 구비되어 이들 사이를 기밀하게 밀봉하는 가스켓 부재; 및상기 기준 전극 모듈, 상대 전극 부재, 작업 전극 부재, 유입측과 배출측 결합 커버 모듈, 및 가스켓 부재를 밀착 고정시키는 고정 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는메탄올 기반의 수소생성 전기화학분해 반응장치
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제16항에 있어서,상기 기준 전극 모듈은,중앙에 개방부가 형성되고, 상부와 하부 각각에 복수의 출입구멍이 형성되며, 상기 개방부와 복수의 출입구멍 사이에 유동홈이 형성되는 절연성 재질의 중앙 반응판;상기 중앙 반응판의 양측에 각각 구비되며, 메탄올 용액이 유동가능하게 형성되는 절연성 재질의 한 쌍의 측면 반응판; 및일단부는 기준 전극 모듈의 외측으로 노출되며, 타단부는 중앙 반응판의 개방부 측에 위치되게 장착되는 은-염화은(Ag/AgCl) 기준 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는메탄올 기반의 수소생성 전기화학분해 반응장치
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제16항에 있어서,상기 기준 전극 모듈은,측벽에 각각 개방부를 갖고 형성되는 절연성 재질의 함체형의 중앙 하우징;상기 중앙 하우징의 양측에 각각 구비되며, 메탄올 용액이 유동가능하게 형성되는 절연성 재질의 한 쌍의 측면 반응판; 및일단부는 기준 전극 모듈의 외측으로 노출되며, 타단부는 상기 중앙 중앙부의 공간 측에 위치되게 장착되는 은-염화은(Ag/AgCl) 기준 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는메탄올 기반의 수소생성 전기화학분해 반응장치
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제17항 또는 제18항에 있어서,상기 한 쌍의 측면 반응판은 상기 중앙 반응판의 개방부의 사이즈에 상응하는 메쉬부가 형성되는 것을 특징으로 하는메탄올 기반의 수소생성 전기화학분해 반응장치
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20
제17항 또는 제18항에 있어서,상기 상대 전극 부재는 백금(Pt) 상대 전극으로 형성되는 판상의 전극부, 및 상기 전극부의 상부와 하부 각각에 형성되며, 복수의 출입구멍을 갖는 절연성 재질의 유동 제공부를 포함하고,상기 작업 전극 부재는 구리(Cu) 작업 전극으로 형성되는 판상의 전극부, 및 상기 전극부의 상부와 하부 각각에 형성되며, 복수의 출입구멍을 갖는 절연성 재질의 유동 제공부를 포함하며,상기 상대 전극 부재와 작업 전극 부재 각각의 전극부는 외부로 노출되어 전원공급장치와 연결되는 접속 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는메탄올 기반의 수소생성 전기화학분해 반응장치
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제20항에 있어서,상기 유입측 결합 커버 모듈은, 메탄올 용액이 투입되는 투입구가 하부 일측에 돌출 형성되는 엔드 프레임 부재, 및 상기 엔드 프레임 부재의 투입구가 관통하여 외측으로 노출되는 관통 구멍이 형성되며, 상기 엔드 프레임 부재의 일측에 구비되는 엔드 커버 부재를 포함하며,상기 배출측 결합 커버 모듈은 모듈 메탄올 용액이 배출되는 배출구가 상부 일측에 돌출 형성되는 엔드 프레임 부재, 및 상기 엔드 프레임 부재의 배출구가 관통하여 외측으로 노출되는 관통 구멍이 형성되며, 상기 엔드 프레임 부재의 타측에 구비되는 엔드 커버 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는메탄올 기반의 수소생성 전기화학분해 반응장치
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제21항에 있어서,상기 상대 전극 부재와 작업 전극 부재가 각각 대향하는 면인 상기 엔드 프레임 부재 각각의 면에는 하기 전극의 형상에 상응하는 형상의 안착홈이 형성되고,상기 상대 전극 부재는 상기 유입측 결합 커버 모듈의 엔드 프레임 부재의 안착홈에 안착되는 백금(Pt) 상대 전극으로 구성되며,상기 작업 전극 부재는 상기 배출측 결합 커버 모듈의 엔드 프레임 부재의 안착홈에 안착되는 구리(Cu) 작업 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는메탄올 기반의 수소생성 전기화학분해 반응장치
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