patent · KR20230008575A
Hydrogen and oxygen production method and apparatus employing resonant waves
16 January 2023
In Korean
This is the document, as its patent office published it. The English is a machine translation and carries no legal weight; where the two differ, this one is right.
Page 1
Drawing sheet — no readable text.
Page 2
Drawing sheet — no readable text.
Page 3
Drawing sheet — no readable text.
Page 4
Drawing sheet — no readable text.
Page 5
Drawing sheet — no readable text.
Page 6
Drawing sheet — no readable text.
Page 7
Drawing sheet — no readable text.
Page 8
Drawing sheet — no readable text.
Page 9
Drawing sheet — no readable text.
Page 10
강해져서, 발생된 수소 이온과 산소 이온을 더욱 세게 끌어당긴다.
�(nanogap electrochemical cell)과 같은 극단적인 경우, 두 전극간의 간격(도 6에서 "d"로
�미터 단위의 디바이 길이(Debye Length) 정도로 좁아지면 (예를 들어, 37 nanometers) 두 전 극 사이에 형성된 매우 강하고 일률적인 전기장(electric field)은 물분자 붕괴(breakdown)에 가까운 반응을 야 기하고 벌크(bulk) 용액 내부의 이온 이동(ion-migration)을 더욱 향상시켜, 반응물의 전체 반응 속도를 증가시
[0077] 물분자 붕괴 현상은 두 전극간의 전위차 및 전해질의 농도, 그리고 온도 및 압력 등 주변 환경에도 영향을 받는 다. 따라서, 전해질이 용해된 물을 사용하면, 덜 좁은 두 전극간의 간격에서도 이러한 반응은 촉진될 수 있다.
[0078] 음극(110)과 양극(130)은 음전하와 양전하를 수소 이온과 산소 이온에 각각 공급하여, 수소 이온과 산소 이온을
은 생략하도록 한다.
[0079] 한편, 상기 음극(110)과 상기 양극(130)의 배치는 도 3에 도시된 바에 한정되지 않으며 다양한 형태 또는 모양
으로 배치될 수 있다.
하기 위한 도면이다.
의 또 다른 실시예에 따르면 복수개의 음극(110-1, 110-2, 110-3, 110-4,... ,110-i)과 복수개의 양극 (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, ... ,130-j)은 서로 마주보는 형태로 교번하여 배치될 수 있다.
[0082] 도 3에서와 마찬가지로, 복수개의 음극(110-1, 110-2, 110-3, 110-4, ... ,110-i) 및 복수개의 양극(130-1,
[0083] 도 4에 도시된 바와 같이 복수개의 음극(110-1, 110-2, 110-3, 110-4, ... ,110-i) 및 복수개의 양극(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, ... ,130-j)이 배치되는 까닭은 물분자가 해리되어 발생된 수소 가스 및 산소 가스를 보
다 다량으로 생성하기 위함이다.
[0084] 음극에서는 수소 이온이 환원되어 수소 기체가 발생하고 양극에서는 산소 이온의 산화되어 산소 기체가 발생되
는바, 음극판과 양극판의 개수를 증가시키면 수소 기체의 발생량 및 산소 기체의 발생량이 증가하게 된다.
[0085] 이에, 수소 및 산소 발생 장치(100)의 용도 및 목적에 따라 음극판과 양극판의 개수를 적절하게 조절할 수
[0086] 도 3에서와 같이, 상기 음극(110)과 상기 양극(130)의 배치는 도 4에 도시된 바에 한정되지 않으며 다양한 형태
또는 모양으로 배치될 수 있음은 물론이다.
[0087] 한편, 상술한 예에서는 공진 전자기파를 이용하여 물로부터 수소 기체 및 산소 기체를 발생시키는 것을 예로 들
하였으나, 효율적인 수소 및 산소 생산을 위해 공진 전자기파와 함께 자기장 유도 및 전기분해 중 적어
도 한가지를 병행하도록 구현할 수도 있다.
의 일 실시예에 따라 공진 전자기파와 자기장을 모두 이용하여 수소 및 산소를 생성하는 방법을
하기 위한 도면이다.
의 일 실시예에 따른 수소 및 산소 발생 장치(100)는 물이 저장된 수조(150)에 인접하게 배치되는 자석
[0090] 전자가 스핀(spin)을 가지고 있는 것과 마찬가지로 핵들도 스핀을 가지고 있다. 핵 스핀 운동의 축은 자체적으 로 세차운동(precession)을 하고 있는데, 이로 인하여 해당 원자핵은 작은 자성의 성질을 갖는다. 외부의 자기 장이 존재하지 않는 경우 핵 스핀은, 더 정확히는 핵 스핀의 세차운동 축은, 무작위로 정렬된 상태이다. 영구자
석 등을 이용하여, 외부에서 자기장을 걸어주면 유도자기장이 생기는데, 이때 핵 스핀은 외부 자기장과 같거나
반대의 방향으로 정렬된다. 물의 수소 원자의 원자핵인 양성자는 임의적 방향의 스핀을 가지고 있다. 때문에,
강력한 자기장에 놓이면 수소 원자핵의 스핀 방향이 자기장의 방향을 따라 가지런히 놓이게 되고, 이는 수소 원
자를 포함한 물분자를 한 방향으로 정렬되게 한다 (비록, 일부 물분자가 외부 자기장과 반대의 방향으로 있을
지라도). 이 상태에서 수직의 방향으로 전자기파를 인가하면, 물분자는 전자기파의 에너지를 더욱 효과적으로
흡수할 수 있게 될 것이다.
[0091] 특히, 물 표면의 물분자는 움직일 수 있는 공간적 자유도 측면에서 한 차원만큼 제한되므로, 전자기파의 에너지
를 더욱 효과적으로 흡수할 수 있도록 전자기파가 인가되는 방향을 정할 수 있다.
Page 11
Drawing sheet — no readable text.
Page 12
Drawing sheet — no readable text.
Page 13
Drawing sheet — no readable text.
Page 14
Drawing sheet — no readable text.
Page 15
Drawing sheet — no readable text.
Page 16
Drawing sheet — no readable text.
Page 17
Drawing sheet — no readable text.
Page 18
Drawing sheet — no readable text.
Provenance
- Collection
- Patents citing this work
- Original assignee
- 황명은
- Pages
- 18
- Method
- pdftotext (the PDF's own text layer) + pdftoppm 300dpi page scans
- Patent office record
- patents.google.com →
- Source
- Google Patents citing-documents table
- Inventors
- 황명은; 김도
- Published
- 2023-01-16
- Transcribed from
- patentimages.storage.googleapis.com →