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내부 개질기를 가진 고체 산화물 연료 전지 시스템

전문가 제언: ○ 종래에 소개한 연료전지의 외부 개질 변형방법은 최근에 개발한 고체 산화물 연료 전지 시스템에 비해 설계가 복잡하고 추가적인 비용이 든다는 단점을 가지고 있다. 여기에 소개한 발명품은 일반적으로 내부 개질을 수행하는 고체 산화물 연료 전지 시스템에 관련된 개질구조를 가진 연료 전지 시스템이다. 낮은 운전비와 간단한 설계가 가능한 장점을 가지고 있다고 판단된다.

○ 탄화수소 연료전지의 기능을 개선하는 방법을 보여주는 내용이다. 완전한 개질 반응에는 해결 과제가 아직도 남아있다. 낮은 온도에서 전극의 분해 속도가 매우 느리다는 것이다. 음극에서 일어나는 개질 개량방식은 개질 양에 따라 조절이 어려워 열효율이 낮아 문제가 된다. 음극의 개질은 Ni 먼지를 통해서 음극의 수명을 줄이는 단점을 가지고 있어 이에 대한 개선이 필요하다고 본다.

○ 음극 배기가스를 순환시키는 방법이 이 특허에서 특이한 내용이다. 연료 전지 연돌에서 음극 배기 흐름을 유도하고 있다. 음극반응에서 과량으로 발생한 이산화탄소는 음극 배기 흐름에서 세정되어 메탄가스를 내부에서 활성화한다. 삽입 판은 가스의 채류 시간을 길게 하여 촉매와의 반응을 원활히 한다. 열관리 면에서 크게 개선된 방법이라고 생각된다.

○ 고체 산화물 연료 전지의 내부개질 시스템은 연료 가스의 개질이 내부에서 일어나기 때문에 외부 개질기 또는 연료 가스를 개질할 수 있는 음극이 필요하지 않다. 외부개질 시스템에 비해 투자비 및 운전비를 크게 낮출 수가 있다. 연료전지 시스템은 개선된 공정 관리를 가능하게 하고 개질기능과 연료 전지의 음극에 연료 분포를 조절하여 보다 안정한 전류 밀도를 제공해 주는 등 많은 장점을 가진다.

저자: Bloom Energy Corporation
자료유형: 특허정보