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Manufacturing of Hydrogen Devices

수소생산장치제조

신재생에너지 시장의 패러다임, ㈜이엔입니다.


Existing Hydrogen Production Technology

기존 수소생산 기술

구분부생수소탄화수소개질수전해바이오매스
원리
특징
  • 가장 저렴한 방식
  • 분리 정제로 생산
  • 규모 증대가 어려움
  • 가장 일반적인 방식
  • 이산화탄소 발생
  • 고온 고압 필요
  • 이산화탄소 발생 없음
  • 현재는 고비용 필요
  • 폐 바이오매스 사용 가능
  • 탄소중립기술
  • 매우 느린 생산속도

Microbial Electrolysis Cell

미생물 전기분해전지

미생물전기분해전지는 각종 폐수를 기질로 이용하여 처리하며 수소를 생산할 수 있는 기존의 수소 생산 기술 방법과 다른 차별화된 신기술 장치이다.

 

수소생산에 이론상 최소 0.114 V이상의 외부전압을 걸어주어야 하며, 원활한 수소생산을 위해서는 0.8 V이상의 외부전압을 걸어주어야 한다. 하지만 수전해 수소를 생산하기 위한 이론적 최소 인가전압인 1.23 V에 비하면 같은 전류가 흐를 때 약 10%의 전력만이 필요하다. 또한 폐수처리 단가를 계산하면 훨씬 경제적인 기술이다.


산화전극 : C2H4O2 + 2H2O → 2CO2 + 8e- + 8H+

환원전극 : 8H+ + 8e- → 4H2

Eemf = Ecat - EAn = -0.414V - (-0.3V) = -0.114V

Compare

기존 폐수처리시설과의 비교


기존 폐수처리시설
미생물 전기분해전지
규모
소규모 시설 불가능
리터 규모에서 톤 단위 대규모 시설도 가능
공간
넓은 공간 필요
소용량으로 설치 시 약 6㎡
시간
단계별로 최소 수일 필요
높은 전압을 사용하여 처리시간 단축 가능
슬러지
포기과정에서 생성된 미생물에 의한 대량의 슬러지 발생
혐기 과정으로 이루어져 슬러지 발생량이 매우 적음
연계 및 확장
한 번 건설되면 변경이 어려움
기존 폐수처리시설에도 설치 가능
설치 후 확장 및 이전 용이
자원

폐수처리에 에너지소모

혐기 소화조를 통한 메탄생산 가능

건조 슬러지를 이용한 화력발전

폐수처리 및 수소생산에 전기에너지 소모

메탄가스도 생산 가능

Hydrogen Production Device

수소생산장치

수소생산장치는 기본 10 L의 모듈형으로 소규모에서 대규모까지 필요한 규모에 맞게 설치할 수 있으며, 작동을 위해 직류전원 공급장치와 공급할 폐수 저장용기, 생산된 수소보관용기가 별도로 필요하다. 직류전원장치의 경우 신재생에너지원인 태양광을 통하여 충당할 수 있다. 유기물의 농도가 높은 폐수처리시설에 설치가 용이하며, 운용 방식에 따라 수소나 메탄을 독립적으로 혹은 섞인 상태로 생산이 가능하다.

항목수치
반응기 크기 (cm)75 cm X 70 cm X 6 cm
거치대 크기단일 거치대 (10L)88 cm X 44 cm X 44 cm
5개 조 거치대 (50L)88 cm X 180 cm X 44 cm
10개 조 거치대 (100L)176 cm X 180 cm X 44 cm
88 cm X 180 cm X 88 cm

수소생산장치설치 예상도

수소생산장치

거치된 수소생산장치들

Solar System 

수소생산장치 - 태양광시스템

태양광시스템 정면

태양광시스템 측면

Microbial Electrochemical Cell Kit

미생물 전기화학 전지 키트

미생물과 전기화학의 원리를 함께 사용하는 미생물 연료전지와 미생물 전기분해전지 실험을 진행할 수 있는 전지키트로 미생물을 이용하여 유기물의 화학에너지를 전기에너지로 전환하여 전기에너지의 생산 또는 수소생산을 시험할 수 있다.

주요구성 물품

  • 미생물 전기화학 전지 반응기
    (산화전극 판, 몸체, 공기 환원전극판, 전기분해 환원전극판2, 가스켓, 볼트, 너트)
  • 탄소섬유 브러쉬 전극 X 2
  • 탄소천 전극 X 5
  • 공기환원 전극 X 1
  • 304 스테인리스 스틸 전극 X 2
  • 저항 세트 (10 ~ 1 MΩ)
  • 배터리 소켓

카본 브러시 전극

공기환원 전극

SS 전극

탄소천 전극

미생물 전기화학 전지 반응기

Carbon Fiber Brush Electrode

탄소섬유 브러쉬 전극

  • 모재 : 탄소섬유 (효성 TANSOME® H2550 사용)
  • 심재 : SS304
  • 사이즈 : ϕ 25, 25mm / ϕ 25, 300mm (소량 주문 가능)
  • 기타 사이즈 : 별도 문의 요망

ϕ 25, 25mm

ϕ 25, 300mm

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