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건물용 연료전지 시스템용 연료처리장치와 연료승압 블로워 연계 특성에 관한 연구

A Study on Connection of Fuel Processor and NG blower for Small Commercial Fuel Cell System

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.21 no.5, 2017년, pp.36 - 44  

김재동 (한국가스공사 가스연구원) ,  장세진 (산업기술대학교 화학공학과) ,  김진욱 (한국가스공사 가스연구원) ,  김봉규 (한국가스공사 가스연구원) ,  한신호 (산업기술대학교 화학공학과) ,  박달영 (한국가스공사 가스연구원)

초록
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건물용 연료전지 시스템은 공기와 수소의 전기화학반응을 통하여 전기와 열을 생산하는 신재생에너지 시스템이다. 국내의 건물용 연료전지 시스템은 매년 수백기가 판매될 정도로 진행이 되고 있으며, 건물용 연료전지 시스템내에 많은 부품이 국내제품이 아닌 외국 제품에 의존하고 있다. 건물용 연료전지시스템의 중요부품인 연료처리장치를 한국가스공사에서 개발하여 현재 장기내구성 평가를 진행하고 있으며, 국내외에서 개발된 연료승압 블로워를 평가하고, 한국가스공사의 연료처리장치와 BOP와 연계하여 평가를 진행하였다. 한국가스공사에서 개발된 연료처리장치는 76%이상의 효율과 3,000시간 운영에도 일정한 성능을 유지하는 것을 확인할 수 있었고, 국내에서 개발된 연료승압 블로워는 후단압력 및 온도에 따른 소비전력의 평가시 국외의 연료승압 블로워와 대등한 특성을 나타내었으며, 연료처리장치와 BOP가 연계된 연료처리장치 모듈평가시에도 우수한 성능을 나타내었다.

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The small commercial fuel cell is a new energy system that produces electricity and heat through electrochemical reaction between air and hydrogen. In Korea, hundreds of domestic small commercial fuel cell systems have been installed and operated every years and many parts in fuel cell systems depen...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 국내 시스템 제작사와 국내 BOP 제작업체가 협력하여 건물용 연료전지 시스템에 적합한 BOP 를 개발하는 과제를 진행중으로, 그중에서 한국가 스공사에서 개발중인 건물용 연료전지용 연료처리 장치와 연료승압 블로워의 결과를 중심으로 제시하고자 한다.
  • 현재 지구 온난화로 인하여 환경문제를 해결하고자 파리에서 총 195개국이 참여하여 기후변화협약에 서명하였고 이를 계기로 평균기온 상승폭을 2 도보다 낮은 수준으로 유지하는 것을 목표로 하고 있다. 이와 같은 범지구적인 환경문제의 해결과 국내에 심각하게 대두되고 있는 미세먼지 감축을 위해 , 국내에서는 노후화된 석탄화력발전 및 원자력 발전을 감축해나가고 신재생에너지에 투자를 확대하는 정책을 추진하고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
건물용 연료전지 시스템이란? 건물용 연료전지 시스템은 공기와 수소의 전기화학반응을 통하여 전기와 열을 생산하는 신재생에너지 시스템이다. 국내의 건물용 연료전지 시스템은 매년 수백기가 판매될 정도로 진행이 되고 있으며, 건물용 연료전지 시스템내에 많은 부품이 국내제품이 아닌 외국 제품에 의존하고 있다.
연료전지란? 연료전지는 신재생에너지중에서 태양광, 풍력등에 비하여 설치 면적이 작고, 가동율이 높으며, 설치 면적당 가장 높은 에너지를 낼 수 있는 열병합 시스템이다. [1-3].
연료승압 블로워의 성능 평가장치를 구축하기 위한 조건은 무엇인가? ① 연료승압 블로워의 유량측정 ② 연료승압 블로워의 소비전력 측정 ③ 연료승압 블로워의 온도측정 ④ 연료승압 블로워 제어 ⑤ 압력변화 ⑥ 온도변화 ⑦ 데이터 display 및 저장
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참고문헌 (9)

  1. Cottrell, C. A., Grasman, S. E., Thomas, M., Martin, K. B., Sheffield, J. W., "Stategies for stationary and portable fuel cell markets", Inter. J. of Hydrogen Energy, 36, 7969-7975, (2011) 

  2. Wang, Y., Chen, K. S., Mishler, J., Cho, S. C., Adroher, X. C., "A review of polymer electrolyte membrane fuel cells: Technology, applications, and needs on fundamental research", Applied Energy, 88, 981-1007, (2011) 

  3. Mahlia, T. M. I., Chan, P. L., "Life cycle cost analysis of fuel cell based cogeneration system for residential application in Malaysia", Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15, 416-426, (2011) 

  4. 지식경제부"가정용 연료전지 모니터링사업 보고서", (2011) 

  5. 김재동, "가정용 연료전지 시스템 개발동향 및 전망" 가스안전, 289, 04-13, (2015) 

  6. 산업통상자원부"PEM 연료전지용 다목적 부품 공용화 기술개발", (2015) 

  7. James Larminie, Andrew Dicks, "Fuel Cell System Explained, Wiley, (2003) 

  8. Wolf Vielstich, Arnold Lamm, Hubert A. Gasteiger, "Handbook of Fuel Cells", Wiley, (2003) 

  9. Jang, C. M. and Lim, S. J., "Performance analysis of diaphram blower for fuel cell", Proceeding of SAREK Conference, 1006-1011, (2010) 

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