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메탄스팀리포밍(MSR) 수소 생산의 열복합반응기 개념

전문가 제언: ○ 현재 PEMFC 등 모바일용의 연료전지에 적용할 수 있는 수소는 메탄 등 탄화수소의 스팀리포밍이다. 수소 생산을 위한 기존의 대형 공정은 분산형이고 독립적인 연료전지시스템에는 적합하지 않은데, 그것은 개질기의 반응물에서 분출되는 열을 효과적으로 회수하는 데 따른 열효율의 제한성 때문이다.

– 이에 대한 방안으로 다기능 반응기 개념을 도입하여 흡열과 발열반응을 커플링하여 열관리를 최대한 내부 활용코자 하는 시스템을 고려하는 것으로 전열과 재생 열교환시스템 개념으로 접는 쉬트반응기를 도입하면서 연소열과 개질반응물의 유체 흐름을 반류와 병류 등의 변화를 가해 그들의 열전달효과를 시험 제시하고 있다.

○ 탄화수소연료의 개질은 수소 공급설비가 없는 상황에서 연료전지시스템의 상업화를 돕는 데 중요한 역할을 하는 핵심적인 기술이다. 본 논문의 독일 ICVT 외에도 미국의 ANL 등도 연료전지를 위한 연료 개질 공정연구를 수행하고 있는데, 펠릿이나 상업적인 허니콤 촉매들의 경우, 개질공정은 물질 전달에 제한을 받는 지적이 있다.

– 그래서 이들 연구는 확산저항을 줄일 수 있도록 마이크로채널을 갖는 구조의 촉매 개발 내용을 중점적으로 보고하고 있다. 이러한 마이크로 채널을 이용함으로써 연구자들은 더 소규모의 반응기 층 내에서 동일한 생산 반응속도를 획득한다고 보고 있다.

– 이러한 조건으로 ANL은 마이크로채널 개질 촉매를 생산하여 펠릿 촉매와 비교해서 5배 정도의 부피 감소효과를 얻는 보고가 있었는데, 본문의 열교환시스템에 대한 ICVT의 자체 개발 열교환기를 포함한 수종의 소형 규모 개질반응기시스템은 개질의 흡열반응과 연소의 발열반응을 기술적 문제점을 극복하는 몇 가지의 노력이 중요성을 띠고 있다.

저자: G. Kolios et. al.
자료유형: 학술정보