[发明专利]电渗泵、制造电极的方法、使用该电渗泵的流体泵送系统及其操作方法

说明书

根据本公开的实施方式的电渗泵包括：膜，其允许流体移动；以及第一电极和第二电极，分别设置在膜的两侧。第一电极和第二电极由不可渗透的基底材料和涂覆在其上的电极材料形成，并且具有至少一个流体路径。不可渗透的基底材料是包括导电材料、半导电材料和非导电材料中的至少一种的板状基底。

相关申请的交叉引用

本申请基于35USC 119(a)要求于2021年11月26日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0165573号韩国专利申请的利益，出于所有目的，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种电渗泵、制造电极的方法、使用该电渗泵的流体泵送系统及其操作方法。

背景技术

电渗泵是一种利用由在多孔膜两端施加电压时发生的电渗所引起的流体移动的泵。

图1A是用于解释根据本公开的一个实施方式的其中流体移动通过多孔膜时电渗泵的动作的图。多孔膜具有许多可以供流体流过的路径，其中的一个路径在下面的图1A中示出。

通常，二氧化硅、玻璃等用作多孔膜的材料。当这些材料浸入水溶液中时，表面带负电。当在该状态下施加电压时，流体从正极部分移动到负极部分(图1A中的上图)。多孔膜具有许多可以供流体通过的路径。在其中的一个路径中，带有结合阴离子的流体路径的表面被带正电荷的可移动阳离子电荷平衡。当在这种状态下施加电压时，可移动阳离子沿着表面从正极部分朝向负极部分移动。因此，通过氢键网络耦合的所有流体都会滑动和流动。这种现象被称为电渗，使用这种原理的泵就是电渗泵。

参考图1A，电渗泵中使用的电极采用涂覆在多孔电极上的各种电极材料，例如Pt网、多孔碳纸或碳布或多孔结构，以促进流体移动。当向其间插入有多孔二氧化硅膜的这些电极施加电压时，流体相应地移动。

通常，具有多孔结构的电极基底材料主要用作电渗泵的电极，以促进流体移动。在这种情况下，可以将电极基底材料形成为可以具有多孔形式的电极结构，或者可以仅使用可以通过电镀对电极基底材料进行涂覆或改性的电极材料。然而，可以通过滴涂或旋涂在不可渗透的基底材料上进行涂覆的各种电极材料的使用受到限制。

发明内容

为了解决这个问题，本公开的实施方式提出了一种电渗泵，其中用在不可渗透的基底材料上形成的各种电极材料替换传统电渗泵中多孔电极零件的部件。

本公开要解决的问题不限于上述问题。本公开还可存在要解决的其他问题。

作为用于解决上述技术问题的技术手段，根据本公开的实施方式的电渗泵包括：膜，其允许流体移动；以及第一电极和第二电极，分别设置在膜的两侧。第一电极和第二电极由不可渗透的基底材料和涂覆在不可渗透的基底材料上的电极材料形成，并且具有至少一个流体路径。不可渗透的基底材料是包括导电材料、半导电材料和非导电材料中的至少一种的板状基底。

根据本公开的另一个实施方式，制造构成电渗泵的电极的方法包括：在由不可渗透的基底材料制成的板状基底中形成至少一个流体路径并在基底上涂覆电极材料以得到电极的工序；或在由不可渗透的基底材料制成的板状基底上涂覆电极材料并在基底中形成至少一个流体路径以得到电极的工序。

根据本公开，传统电渗泵中的电极是基于用于促进流体移动的Pt网、多孔碳纸或碳布的多孔电极，而本公开的电渗泵使用具有至少一个流体路径的不可渗透的基底材料。因此，可以通过使用可以滴涂或旋涂的各种电极材料来构造本公开的电渗泵。

此外，本公开不仅提供了可扩展性，通过该可扩展性可以以各种方式将多得多地各种不同的电极材料涂覆在电极表面上，而且还通过允许使用基底作为集电体简化了电渗泵的构造。

附图说明

在下面的详细描述中，实施方式仅被描述为示例，因为对于本领域普通技术人员来说，根据下面的详细描述，各种变化和修改将变得显而易见。在不同的附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目。