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연료전지 오프가스의 무촉매 산화처리장치의 개발

전문가 제언: ○ 연료전지 자동차는 에너지와 환경문제 등에 대처하는 새로운 수단으로 보급이 가속되고 있다. 연료전지는 발전과정에서 양극에서 음극 측으로 이동하는 질소, 산소, 수분이 포함된 고농도 수소를 정기적으로 퍼지하여 수소 이용률과 발전효율을 높이고 있다. 퍼지되는 오프가스에는 폭발 범위 농도가 넓은 수소가 다량 포함되어 있어 이의 안전한 처리가 요망된다.

○ 수소 오프가스의 종래의 처리기술로는 공기 희석법과 촉매 연소법이 있다. 공기 희석법은 수소를 공기로 희석한 후 대기에 배출하는 방법이지만 반 밀폐공간에서는 폭발 위험성이 있고 촉매 연소법은 안전한 처리법이지만 백금 촉매를 사용하여 고온에서 연소시키기 때문에 비용 상의 문제가 있다.

○ 본고는 수소 오프가스를 무촉매로 안전하고 염가로 처리하는 새로운 처리방법으로서 대기압 비평형 플라스마에 의한 무촉매 수소 산화법을 개발하고 그 개발 원리와 산화 특성을 소개한 것이다. 이 방법에서는 수소 오프가스가 플라스마를 통과할 때 발생하는 수소라디칼이나 산소라디칼이 산화반응을 신속하게 진행시키는 것으로 생각된다.

○ 비평형 플라스마에 의한 수소 산화법의 특징은 부하 응답성이 뛰어나고 에너지 소비가 적고(고에너지 효율), 안전하며 저비용으로 소형장치로 제작이 가능하다는 점으로, 연료전지 자동차용 수소 오프가스 처리장치, 고정형 연료전지 수소 오프가스 처리장치, 고효율 수소 연소장치(열공급 장치)에 이용 가능할 것으로 예상하고 있다.

○ 본 기술은 일본에서 특허가 출원된 기술로서 아직은 실용화되지 못하고 있으나 독창적인 기술로서 그 활용이 예상되는 기술이다. 연료전지개발에 있어 중요한 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

저자: shinji Kambra
자료유형: 학술정보