본 논문에서는 수소수 생성기 구조설계를 최적화하여, 세계 최고 수준의 용존수소량(1,000~1,200 ppb)을 보유한 수소수생성기를 개발하여 평가하였다. 평가는 용존수소량, 산도, 최대수압, 산화환원전위 등 4가지로 나누어 각각의 목표치를 잡아서 평가하였다. 실험결과는 4가지 모두 5차례의 실험을 통하여 시행하였고, 모두 목표치 범위 안에서 결과가 나타나 그 우수성을 입증하였다. 또한 기능성 평가에 있어서도 그 결과는 기능성은 25/30점, 유지보수성은 17/20, 사용성은 26/30점. 효율성은 19/20점으로 나타났으며, 특히 효율성이 높게 나타나서 본 연구의 타당성을 증명하였다. 본 논문은 이러한 수소수 생성기를 즉시 출수 가능한 시스템으로 개발하여 정수기 대체재로 사용 가능하도록 하였다.
본 논문에서는 수소수 생성기 구조설계를 최적화하여, 세계 최고 수준의 용존수소량(1,000~1,200 ppb)을 보유한 수소수생성기를 개발하여 평가하였다. 평가는 용존수소량, 산도, 최대수압, 산화환원전위 등 4가지로 나누어 각각의 목표치를 잡아서 평가하였다. 실험결과는 4가지 모두 5차례의 실험을 통하여 시행하였고, 모두 목표치 범위 안에서 결과가 나타나 그 우수성을 입증하였다. 또한 기능성 평가에 있어서도 그 결과는 기능성은 25/30점, 유지보수성은 17/20, 사용성은 26/30점. 효율성은 19/20점으로 나타났으며, 특히 효율성이 높게 나타나서 본 연구의 타당성을 증명하였다. 본 논문은 이러한 수소수 생성기를 즉시 출수 가능한 시스템으로 개발하여 정수기 대체재로 사용 가능하도록 하였다.
In this paper, we optimized the structure of hydrogen water generator and assessed by developing a generator with dissolved hydrogen amount(1,000~1,200 ppb) of world-class level. Evaluation is divided into four types, such as dissolved hydrogen amount, pH, maximum pressure, redox potential, and it w...
In this paper, we optimized the structure of hydrogen water generator and assessed by developing a generator with dissolved hydrogen amount(1,000~1,200 ppb) of world-class level. Evaluation is divided into four types, such as dissolved hydrogen amount, pH, maximum pressure, redox potential, and it was evaluated for each of the targets. It was performed through the experiment of four in all five times and all of them show superiority results appearing in the target range. In addition, the assessment got 25/30 functionality, 17/20 maintainability, 26/30 usability, and 19/20 efficiency. In particular, we proved the validity of this study in high efficiency. We developed this hydrogen water generator system as possible to be substitution of water purifier.
In this paper, we optimized the structure of hydrogen water generator and assessed by developing a generator with dissolved hydrogen amount(1,000~1,200 ppb) of world-class level. Evaluation is divided into four types, such as dissolved hydrogen amount, pH, maximum pressure, redox potential, and it was evaluated for each of the targets. It was performed through the experiment of four in all five times and all of them show superiority results appearing in the target range. In addition, the assessment got 25/30 functionality, 17/20 maintainability, 26/30 usability, and 19/20 efficiency. In particular, we proved the validity of this study in high efficiency. We developed this hydrogen water generator system as possible to be substitution of water purifier.
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문제 정의
본 논문에서는 수소수 생성기 구조설계를 최적화하여, 세계 최고 수준의 용존수소량(1,000~1,200 ppb)을 보유한 수소수생성기를 개발하여 평가하고자 한다. 평가는 용존수소량, 산도, 최대수압, 산화환원전위 등 4가지로 나누어 각각의 목표치를 잡아서 평가하였다.
본 논문에서는 수소수 생성기 구조설계를 최적화하여, 세계 최고 수준의 용존수소량(1,000~1,200 ppb)을 보유한 수소수생성기를 개발하여 평가하였다. 평가는 용존수소량, 산도, 최대수압, 산화환원전위 등 4가지로 나누어 각각의 목표치를 잡아서 평가하였다.
효율성은 19/20점으로 나타났으며, 특히 효율성이 높게 나타나서 본 연구의타당성을 증명하였다. 본 논문은 이러한 수소수 생성기를 즉시 출수 가능한 시스템으로 개발하여 정수기 대체재로 사용 가능하도록 하였다.
기존 시장에 출시되어 있는 수소수기가 대부분 기능적 요소에 주력하고 있으나, 본 연구에서는 디자인 요소를 고려하여 metallic plastic case로 외관 구성을 하고, 대부분의 특허들이 수소 생성에 초점을 맞추고 있으나, 본 연구에서는 수소의 효율적 보관을 통한 수소용존율 향상에 중점을 둘 것이다. 본 연구에서 제안하는 전기분해 출수 수소수 생성 시스템은 [Fig. 1]에서처럼 상수도에서 공급되는 물(H2O)을 전기로 분해하여 수소(H)를 추출하고, 추출된 수소를 물에 여과하는 기술이다. 이는 용존 수소 량이 높으며, 즉시 출수 가능한 제품으로 생산될 것이다.
제안 방법
기존 시장에 출시되어 있는 수소수기가 대부분 기능적 요소에 주력하고 있으나, 본 연구에서는 디자인 요소를 고려하여 metallic plastic case로 외관 구성을 하고, 대부분의 특허들이 수소 생성에 초점을 맞추고 있으나, 본 연구에서는 수소의 효율적 보관을 통한 수소용존율 향상에 중점을 둘 것이다. 본 연구에서 제안하는 전기분해 출수 수소수 생성 시스템은 [Fig.
여기서 정수필터의 사용량을 측정하는 RFID 제어회로가 필요하며 출수량, 용존수소량 등 조절 가능한 컨트롤러가 필요하다. 끝으로 사용자 컨트롤러는 디지털 버튼을 이용하여 수소수기의 동작을 제어하고, 사용자의 설정에 따라 용존 수소량 조절이 가능하도록 하며 LED 디스플레이를 이용하여 정수필터의 수명을 안내하도록 한다.
본 논문에서는 개발 내용의 평가항목을 [Table 3]처럼 크게 용존수소량, 산도, 최대수압, 산화환원전위 등 4가지로 나누어 각각의 목표치를 잡아서 평가하였다. [Table 4]의 산도(pH) 평가는 시제품 제작 후 본 실험실에서 보유한 pH 측정기를 통해 5번의 자체 테스트 결과 산도 측정이 개발 목표치 범위 내에서 측정이 되어 환경보건기술연구원에게 시험 성적서를 의뢰하여 환경보건기술연구원에서 테스트 결과 개발 목표치 범위 내에서 측정값이 나와 목표치 달성에 인증을 받았다.
본 연구에서 개발한 수소수 생성기의 품질평가는 [Table 8]처럼 4가지 부류(기능성, 유지보수성, 사용성, 효율성)로 나누었고, 각 세부 분야로 10가지로 각 기능들을 나누어서 평가하였다. 각 기능 평가의 의미는 아래와 같다.
본 논문에서는 수소수 생성기 구조설계를 최적화하여, 세계 최고 수준의 용존수소량(1,000~1,200 ppb)을 보유한 수소수생성기를 개발하여 평가하고자 한다. 평가는 용존수소량, 산도, 최대수압, 산화환원전위 등 4가지로 나누어 각각의 목표치를 잡아서 평가하였다. 또한 즉시 출수가능한 시스템으로 개발하여 정수기 대체재로 사용 가능하도록 하여 개발에 성능이 좋을 경우 기존 이온수기 해외판로 시장뿐만 아니라 최근 수소수에 대한 관심이 급등하고 있는 일본 수소수 시장에도 침투할 수 있으리라 판단된다.
대상 데이터
본 평가는 설문지를 제작하여 평가 하였으며, 평가 일자는 5월 2일 ∼ 5월 6일에 진행되었으며, 최종 결과는 87점으로 실험성공으로 판단되었다. 이해관계자는 PCB관련 업체 관계자, 디스플레이 관련업체 관계자, 업계 관계자 등 총 20명으로 진행하였고, 일반 그룹은 총 30명의 대학생들을 대상으로 진행하였다.
성능/효과
[Table 2]의 A업체를 기준으로 SWOT 분석을 해보면 강점(Strengths)은 기존 제품보다 뛰어난 성능과 기존 제품 대비 짧은 시간 소요, 편리성 증가, 다양한 수출판로 확보 (현재 미국, 유럽, 동남아) 등으로 나타났으며, 약점(Weaknesses)은 신생기업, 부족한 오프라인 매장, 낮은 인지도, 적은 인력으로 평가 하였다. 그러나 기회(Opportunities)로는 건강관리에 대한 관심도 증가, 건강관리용품 시장 증가, 국내 및 해외의 수소수에 대한 관심도 증가, 해외시장 진출 기회 (일본의 수소수기 시장 활성화) 등으로 나타났고, 위협(Threats)으로는 다양한 경쟁 제품(타사 수소수기, 이온수기, 탄산수기), 많은 경쟁사의 수, 경쟁제품의 가격우위, 경쟁제품의 높은 시장 점유율 등으로 평가 되었다[12, 13, 14, 15].
[Table 5]의 용존수소량(ppb) 평가는 자체 테스트를 진행하여 본 연구에서 보유한 용존수소 측정기로 5번의 테스트를 진행한 결과 5번 테스트 모두 개발 목표치 범위(1,000ppb∼ 1,400ppb) 내에서 측정값이 나왔다.
본 평가는 설문지를 제작하여 평가 하였으며, 평가 일자는 5월 2일 ∼ 5월 6일에 진행되었으며, 최종 결과는 87점으로 실험성공으로 판단되었다.
효율성은 19/20점으로 나타났다. 본 평가에서 모두 우수하게 나타났으며 특히 효율성이 높게 나타나서 본 연구의 우수성을 증명하였다. 본 평가는 설문지를 제작하여 평가 하였으며, 평가 일자는 5월 2일 ∼ 5월 6일에 진행되었으며, 최종 결과는 87점으로 실험성공으로 판단되었다.
평가는 용존수소량, 산도, 최대수압, 산화환원전위 등 4가지로 나누어 각각의 목표치를 잡아서 평가하였다. 실험결과는 4가지 모두 5차례의 실험을 통하여 시행하였고, 모두 목표치 범위 안에서 결과가 나타나 그 우수성을 입증하였다. 또한 기능성 평가에 있어서도 그 결과는 기능성은 25/30점, 유지보수성은 17/20, 사용성은 26/30점.
또한 기능성 평가에 있어서도 그 결과는 기능성은 25/30점, 유지보수성은 17/20, 사용성은 26/30점. 효율성은 19/20점으로 나타났으며, 특히 효율성이 높게 나타나서 본 연구의타당성을 증명하였다. 본 논문은 이러한 수소수 생성기를 즉시 출수 가능한 시스템으로 개발하여 정수기 대체재로 사용 가능하도록 하였다.
후속연구
평가는 용존수소량, 산도, 최대수압, 산화환원전위 등 4가지로 나누어 각각의 목표치를 잡아서 평가하였다. 또한 즉시 출수가능한 시스템으로 개발하여 정수기 대체재로 사용 가능하도록 하여 개발에 성능이 좋을 경우 기존 이온수기 해외판로 시장뿐만 아니라 최근 수소수에 대한 관심이 급등하고 있는 일본 수소수 시장에도 침투할 수 있으리라 판단된다.
향후 연구에 있어서 수소수 생성기의 내구성에 대해서는 아직 업계 표준으로 정해진 것은 없으나, 사용시간에 따른 용존수소량 변화를 분석하는 것이 가장 합리적 기준일 것으로 판단된다. 본 기술개발을 통해 점진적으로 신뢰성에 대한 표준이 정해져야 할 것으로 판단된다.
0 이하인 산화수로서 살균수로 사용되고 있다. 추가적으로 수소수는 3가지 조건(DH/ORP/pH)을 모두 충족해야하는데 강력한 항산화력을 제공하기 위한 고농도의 용존수소농도(DH)와 환원력이 우수한 음전위(-)값의 산화환원전위(ORP), 그리고 무해하고 안전한 수소수임을 입증하는 중성의 수소이온농도(pH) 값을 모두 충족해야 고성능 제품이라 할 수 있다.
향후 연구에 있어서 수소수 생성기의 내구성에 대해서는 아직 업계 표준으로 정해진 것은 없으나, 사용시간에 따른 용존수소량 변화를 분석하는 것이 가장 합리적 기준일 것으로 판단된다. 본 기술개발을 통해 점진적으로 신뢰성에 대한 표준이 정해져야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
시중에 판매 중인 수소수기의 두 가지 종류는 무엇인가?
따라서 효율적으로 물을 분해하여 수소를 많이 생성시키는 기술도 중요하지만, 생성된 수소 손실을 최소화하고 물에 효율적으로 용해시키기 위한 수소수생성기의 구조설계도 중요하다. 시중에 판매되는 수소수기는 2종류로, 수조에 정수된 물을 보관 후 수소를 물에 여과시키는 제품과 수소 발생하는 필터를 이용하는 제품이다. 기체여과식의 경우 즉시 출수가 되지 않으며, 1L 물을 수소수로 만드는데 30분가량의 시간이 소요된다.
시중의 수소수기 중 수소 발생하는 필터를 이용하는 제품은 어떤 단점이 있는가?
기체여과식의 경우 즉시 출수가 되지 않으며, 1L 물을 수소수로 만드는데 30분가량의 시간이 소요된다. 필터 여과식은 즉시 출수가 가능하나, 기체 여과식 보다 용존 수소량이 30% 적으며, 일정한 양의 수소수가 제공되지 않는다[1,2,3].
고성능의 수소수가 충족해야 하는 세 가지 조건은 무엇인가?
0 이하인 산화수로서 살균수로 사용되고 있다. 수소수는 3가지 조건(DH/ORP/pH)을 모두 충족해야하는데 강력한 항산화력을 제공하기 위한 고농도의 용존수소농도(DH)와 환원력이 우수한 음전위(-)값의 산화환원전위(ORP), 그리고 무해하고 안전한 수소수임을 입증하는 중성의 수소이온농도(pH) 값을 모두 충족해야 고성능 제품이라 할 수 있다.
참고문헌 (15)
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Hyojik Lee, Onechul Na, Soyoung Sung, Hangbae Chang, "A Design on Security Governance Framework for Industry Convergence Environment", Journal of the Korea Convergence Society, Vol. 6, No. 4, pp. 33-40, 2015.
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