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암모니아 활용 고체산화물 연료전지 발전시스템의 엑서지 분석
Exergetic Analysis of Ammonia-fueled Solid Oxide Fuel Cell Systems for Power Generation 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.27 no.3, 2023년, pp.27 - 34  

쿠엔 (한국기계연구원 무탄소연료발전연구실) ,  배용균 (한국기계연구원 무탄소연료발전연구실) ,  안국영 (한국기계연구원 무탄소연료발전연구실) ,  이선엽 (한국기계연구원 그린동력연구실) ,  김영상 (한국기계연구원 무탄소연료발전연구실)

초록
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고체 산화물 연료전지의 연료로 암모니아를 사용하는 것은 고효율, 환경 친화성, 보관 및 운송의 용이성으로 인해 주목받고 있다. 암모니아 활용 SOFC 시스템의 효율을 더욱 높이려면 시스템의 비효율적인 구성 요소를 이해해야 하며 이를 위해 엑서지 분석을 수행하였다.본 연구에서는 단순 연료전지 시스템(FC), 연료극 재순환 시스템(RC-FC) 및 수분 제거 재순환 시스템(RC-WR-FC)의 세 가지 시스템에 대해 엑서지 분석을 수행하였다. FC, RC-FC 및 RC-WR-FC의 엑서지 효율은 각각 48.7%, 51.6% 및 58.4%이었으며, 세 시스템 모두에서 SOFC 스택은 엑서지 파괴의 주요 원인이었다. 또한 버너, 공기 열 교환기 및 냉각기/응축기와 같이 낮은 효율을 가진 부품들을 재구성한다면 효율을 높일 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Using ammonia as fuel for solid oxide fuel (SOFC) cells has become an attractive topic nowadays due to its high efficiency, environmental friendliness, and ease of storage and transportation. Several configurations of ammonia-fed SOFC systems have been proposed and investigated, demonstrating high e...

주제어

#solid oxide fuel cell   #ammonia   #exergy   #efficiency  

표/그림 (12)

참고문헌 (11)

  1. M. Kishimoto, H. Muroyama, S. Suzuki, M. Saito,？T. Koide, Y. Takahashi, T. Horiuchi, H. Yamasaki,？S. Matsumoto, H. Kubo, N. Takahashi, A. Okabe,？S. Ueguchi, M. Jun, A. Tateno, T. Matsuo, T.？Matsui, H. Yoshida, and K. Eguchi, "Development？of 1 kW-class Ammonia-fueled Solid Oxide Fuel？Cell Stack", Fuel Cells, 20(1), 80-88, (2020) 

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  2. Okura, A. Srifa, H. Muroyama, T. Matsui, M.？Kishimoto, M. Saito, H. Iwai, H. Yoshida, M. Saito,？T. Koide, H. Iwai, S. Suzuki, Y. Takahashi, T.？Horiuchi, H. Yamasaki, S. Matsumoto, S. Yumoto,？H. Kubo, J. Kawahara, A. Okabe, Y. Kikkawa, T.？Isomura, and K. Eguchi, "Comparative Study of？Ammonia-fueled Solid Oxide Fuel Cell Systems",？Fuel Cells, 17(3), 383-390, (2017) 

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  3. Patel, H.C., T. Woudstra, and P.V. Aravind,？"Thermodynamic Analysis of Solid Oxide Fuel？Cell Gas Turbine Systems Operating with Various？Biofuels", Fuel Cells, 12(6), 1115-1128, (2012) 

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  4. Ishak, F., I. Dincer, and C. Zamfirescu, "Energy？and exergy analyses of direct ammonia solid oxide？fuel cell integrated with gas turbine power cycle",？Journal of Power Sources, 212, 73-85, (2012) 

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  6. Quach, T.-Q., et al., "High-efficiency ammonia-fed？solid oxide fuel cell systems for distributed power？generation", Applied Energy, 324, 119718, (2022) 

  7. EBSILON®Professional.？Available from: https://www.ebsilon.com/en/ 

  8. Lee, Y.D., Thermodynamic, Econimic and Environmental Evaluation of Solid-Oxide Fuel-Cell Hybrid？Power-Generation Systems, 2015. 

  9. Cantera. Available from: https://cantera.org/ 

  10. Bejan, A., G. Tsatsaronis, and M.J. Moran, Thermal design and optimization, John Wiley & Sons,？(1995) 

  11. Quach, T.-Q., et al., "Parametric study of a high-performance ammonia-fed SOFC standalone system". Journal of Mechanical Science and Technology, 36, 3193-3201, (2022) 

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