Capacitive deionization module with a series lamination structure possible for minimizes electrode reactions and enables stable operation

• Main Authors: JIN CHAE HYUN, LEE KANG YU, KWON TAE OK, PARK BO BAE
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 27.12.2021
• Subjects: CHEMISTRY; METALLURGY; TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE

The present invention relates to a capacitive desalination module with a series stack structure, which improves the contact resistance between electrodes connected directly to a connection terminal of a power supply unit in implementing a series stack structure of the electrodes using the charging principle, and minimizes electrode reaction and enables stable operation by the design of separation of capacitance between an inner electrode where induced charging is formed and an outermost electrode where direct charging is formed and by limiting the amount of supply current according to the predefined maximum allowable charge (MAC). More specifically, the present invention comprises: an electrode unit in which a plurality of electrodes are stacked to form a gap; and a power supply unit which supplies a positive potential and a negative potential to a pair of outermost electrodes among electrodes constituting the electrode unit, respectively, so that inner electrodes positioned between a pair of outermost electrodes are supplied with potential through indirect charging through induction charging. The electrode is coated with activated carbon powder on a conductive graphite current collector, and as the activated carbon powder coating layer of the outermost electrode is 1.5 to 2.0 times thicker than the activated carbon powder coating layer of the inner electrode, the area of the outermost electrode is formed to be smaller than the area of the inner electrode by less than 10%. 본 발명은 대전원리를 이용한 전극의 직렬적층 구조를 구현함에 있어 전원공급부의 접속단자와 직접적으로 접속되는 전극 간의 접촉저항을 개선하고, 유도대전이 형성되는 내측 전극과 직접대전이 형성되는 최외측 전극의 축전량 분리 설계와 함께 기정의된 최대 허용전하량(MAC)에 따른 공급 전류량의 제한으로 전극반응을 최소화하면서 안정적 운전이 가능한 직렬적층 구조의 축전식 탈염모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 전극이 상호 간극을 형성하며 적층되는 전극부; 및 상기 전극부를 구성하는 전극 중 한 쌍의 최외측 전극에 각각 양전위와 음전위를 공급하여 한 쌍의 최외측 전극 사이에 위치하는 내측 전극들이 유도대전을 통한 간접 대전으로 전위가 공급되도록 하는 전원공급부;를 포함하며, 상기 전극은 전도성 그라파이트 집전체에 활성탄 분말이 코팅되되, 상기 최외측 전극의 활성탄 분말 코팅층이 상기 내측 전극의 활성탄 분말 코팅층보다 1.5 내지 2.0배 두껍게 형성되면서, 최외측 전극의 면적이 상기 내측 전극의 면적보다 10% 이내로 작게 형성되는 것이 특징이다.