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마이크로 반응기 기술에 의한 이동식 수소 생산의 발전(Review of developments in portable hydrogen production using microreactor technology)

전문가 제언: □ 본문은 1W 이하에서 수백W 범위의 연료전지에 수소를 공급할 수 있는 마이크로 반응기의 발전을 개관하였다. 먼저 반응기 타입을 다루고 제작과 설계, 그리고 수소 생산 기술을 설명하였으며, 종류에 따른 마이크로 반응기의 성능을 기술하였다.

○ 본문에서는 네 가지 화학적 수소 생산기술이 제시되었다. 즉, 탄화수소 개질, 암모니아 분해와 그 보다는 자주 이용되지 않는 기술로 열분해와 액체-상 개질이 그것이다.

○ 분석자는 마이크로 반응기의 일반론의 분석에 중점을 두고 개별적인 각 연구기관의 자세한 연구내용은 분량의 제약으로 생략하였다. 생략된 기술로는 Stevens Institute of Technology의 선택적 산화 공정, 1메탄올 개질을 개발하는 Battel 공정, Motorola의 메탄올 공정, Chinese Academy of Science의 메탄올 자기-가열 개질공정, Pfiefer의 200W 용량의 메탄올 개질 공정 및 Royal Military College of Canada의 메탄올 개질 공정이다. 그러나 본문에 등장하는 한국 에너지기술연구원의 공정은 관심을 가지고 집중적으로 분석하였다.

□ 마이크로 반응기는 공정 강화 개념과 미세 전자공업에서 발달된 마이크로 제작기술에서 진화하였다. 공정 강화는 다른 설도 있으나 ICI의 Colin Ramshaw가 1970년대 선도한 단위조작의 물리적 크기를 대폭 줄이면서 산출 용량은 유지하는 기술이다. 후에 공정 강화 전략은 마이크로 제작기술과 결합하여 복수의 단위조작을 단일 기구로 일체화함으로써 더욱 크기의 소형화가 가능해졌다.

□ 몇 W의 출력을 가진 마이크로 반응기에서 효율 감소의 첫째 원인은 열손실이다. 대규모 반응기를 가진 재래식 시스템에서 계기나 파이프로 잃는 열은 별 의미가 없으나 마이크로 반응기는 소형 반응기에 비해 상대적으로 큰 튜브와 파이프 연결을 통하여 열전도가 일어나며 여기서 상대적 열손실의 비율이 커질 수밖에 없다.

저자: Holladay, JD; Wang, Y; Jones, E
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