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연료 다변화에 따른 용융 탄산염 연료전지 시스템 운전 특성
Operating Characteristics of MCFC System on the Diversification of Fuel 원문보기

한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, v.26 no.2, 2015년, pp.156 - 163  

임석연 (동명대학교 자동차공학과) ,  성용욱 (삼성중공업) ,  한재영 (충남대학교 기계공학과) ,  유상석 (충남대학교 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The fuel cells have been investigated in the applications of marine as the high efficient and eco-friendly power generating systems. In this study, modeling of IR Type molten carbonate fuel cell (Internal Reforming Type molten carbonate fuel cell) has been developed to analyze the feasibility of the...

주제어

#용융탄산염연료전지   #수증기 개질   #자열 개질   #예비 개질기  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 플랜트 시스템 설계에 적용 가능한 내부 개질형 MCFC 시스템 모델을 개발하고자 한다. 시스템 구성은 Aspen plus®를 이용하여 스택과 BOP (Balance of Plant)를 포함하여 구성하고, 구성한 모델을 이용하여 1MW 급 MCFC 시스템의 연료 다변화에 따른 효율 영향을 비교하고자 한다.

가설 설정

  • 1에 나타내었으며, 스택 내부 개질기에서의 개질반응, 연료극 측에서의 산화반응 및 Homogeneous 반응, 공기극 측에서 연료극으로의 탄산이온 이동 사항을 반영하고자 Aspen plus를 이용하여 MCFC 스택을 모사 하였다. CO3-의 이동현상은 상용프로그램에서 모사 할 수 없어 공기극에서 연료극으로 O2와 CO2가 이동하는 것으로 가정을 하였다6).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
MCFC 스택을 모사하기 위해 고려해야 하는 것은? MCFC 스택을 모사하기 위해서는 연료극 측 발열반응, 공기극 측에서 연료극 측으로의 탄산이온 이동 및 공기극에서의 최종 반응 그리고 열교환을 통한 출구 온도를 결정하는 스택의 작동온도를 고려하여야 한다.
고체산화물 연료전지, 용융탄산염 연료전지의 장점은? 최근 환경에 대한 문제가 전 세계적으로 대두되면서, 신재생 에너지 개발이 주목 받고 있다. 그 중 연료전지는 신 에너지원으로, 특히 고온형 연료전지인 고체산화물 연료전지, 용융탄산염 연료전지는 높은 열효율, 높은 환경친화성 등의 장점을 가지고 있다.1) 
연료극 미반응 연료를 완전 연소시키기 위해서 희박조건에서도 반응성이 뛰어난 촉매연소기를 사용하는 이유는? 연료전지의 연료극 출구 가스에는 개질과정 및 연료전지 반응에서 발생하는 다량의 H2O와 CO2를 포함하고 있어 연료성분의 농도가 매우 낮아지게 된다. 
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참고문헌 (15)

  1. B. Bozzini, S. Maci, I. Sgura, R. L. Presti, and E. Simonetti, "Numerical modelling of MCFC cathode degradation in terms of morphological variations", Hydrogen energy, Vol. 36, 2011, pp. 10403-10413. 

    상세보기 crossref

  2. B. J. Kim, D. H. Kim, J. H. Lee, S. W. Kang, and H. C. Lim, "The operation results of a 250KW molten carbonate fuel cell system", Renewable Energy, Vol. 42, 2012, pp. 145-151. 

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  3. B. S. Kang, K. S. Ahn, J. H. Koh, and H. C. Lim, "Process modeling and fuel utilization analyses of a 7kW MCFC system using ASPEN PLUS", Journal of energy engg, Vol, 8, No. 1, 1999, pp. 85-94. 

  4. J. Milewski, G. Discepoli, and U. Desideri, "Modeling the performance of MCFC for various fuel and oxidant compositions", Hydrogen energy, Vol, 39, 2014, pp. 11713-11721. 

    상세보기 crossref

  5. D. Marra, and B. Bosio, "Process analysis of 1 MW MCFC plant", Hydrogen energy, Vol, 32, 2007, pp. 809-818. 

    상세보기 crossref

  6. G. Falcucci, E. Jannelli, M. Minutillo, S. Ubertini, J. Han, S. P. Yoon, and S. W. Nam, "Integrated numerical and experimental study of a MCFCplasma gasifier energy system", Applied Energy, Vol 97, 2012, pp. 734-742. 

    상세보기 crossref

  7. EG & G Technical Service, Fuel Cell handbook, US Department of Energy, 7th Edition, 2004, pp.6.15-6.34. 

  8. T. G. Ghang, S. M. Lee, K. Y. Ahn, and Y. Kim, "An experimental study on the reaction characteristics of a coupled reactor with a catalytic combustor and a steam reformer for SOFC systems", Hydrogen energy, Vol, 37, 2012, pp. 3234-3241. 

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  9. S. Ahmed, and M. Krumpelt, "Hydrogen from hydrocarbon fuels for fuel cells", Hydrogen energy, Vol, 26, 2001, pp. 291-301. 

    상세보기 crossref

  10. J. Boon, and E. V. Dijk, "Adiabatic Diesel Pre-Reforming", Energy Research Centre of the Netherlands (ECN), 2008. 

  11. S. H. D. Lee, D. V. Applegate, S. Ahmed, S. G. Calderone, and L. T. Harvey, "Hydrogen from natural gas:part I-autothermal fuel processor", Hydorogen energy, Vol, 30, 2005, pp. 829-824. 

    상세보기 crossref

  12. T. G. Gang, S. S. Yu, Y. M. Kim, and G. Y. Ahn, "Experimental study of steam reforming assisted by catalytic combustion in concentric annular reactor", Trans of the KSME(B), Vol. 34, No. 4, 2010, pp. 375-381. 

  13. A. H. Ghezel, J. Walzak, D. Pater, S. Jolly, M. Lukas, and A. Adriani, "Ultra high efficiency direct fuel cell systems for premium power generation", The electrochemical society, Vol. 17, 2009, pp. 629-635. 

  14. http://www.kogas.or.kr 

  15. Development of predictive models for diesel-based fuel processors, 2003, NETL onsite Merit Review meeting. http://www.eere.energy.gov/hydrogenfuelcells. 

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