본 발명은 개질기용 버너와 이를 채용한 개질기 및 연료전지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양 단부에 연료 및 산화제를 주입 및 배출하기 위한 주입구 및 배출구가 구비된 관 형태의 버너 본체와, 상기 버너 본체 내부에 담체에 대해 촉매 물질의 담지량을 달리한 산화촉매를 충전하고, 상기 주입구 및 배출구와 접하는 버너 본체의 말단 부분에 고농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하고, 버너 본체의 중앙 부분에는 저농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하는 개질기용 버너와 이를 채용한 개질기 및 연료전지 시스템에 관한 것
본 발명은 개질기용 버너와 이를 채용한 개질기 및 연료전지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양 단부에 연료 및 산화제를 주입 및 배출하기 위한 주입구 및 배출구가 구비된 관 형태의 버너 본체와, 상기 버너 본체 내부에 담체에 대해 촉매 물질의 담지량을 달리한 산화촉매를 충전하고, 상기 주입구 및 배출구와 접하는 버너 본체의 말단 부분에 고농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하고, 버너 본체의 중앙 부분에는 저농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하는 개질기용 버너와 이를 채용한 개질기 및 연료전지 시스템에 관한 것이다.상기 개질기용 버너는 종래 관 형의 버너 본체에서 발생하는 불균일한 열전달을 해소하여 산화촉매반응의 열 편차율을 줄임으로써 비활성화율을 크게 감소시켜 고효율의 개질기를 구현한다.
대표청구항▼
양단부에 연료 및 산화제를 주입 및 배출하기 위한 주입구, 및 배출구가 구비된 관 형태의 버너 본체와, 상기 버너 본체 내부에 담체에 대해 촉매 물질의 담지량을 달리한 산화촉매를 충전하고, 상기 주입구 및 배출구와 접하는 버너 본체의 말단 부분에 고농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하고, 버너 본체의 중앙 부분에는 저농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하는 개질기용 버너.제1항에 있어서, 상기 산화촉매는 담체에 0.01 내지 10 중량%의 농도로 촉매 물질이 담지된 제1산화촉매와, 상기 제1산화촉매의 담지량 100 중량
양단부에 연료 및 산화제를 주입 및 배출하기 위한 주입구, 및 배출구가 구비된 관 형태의 버너 본체와, 상기 버너 본체 내부에 담체에 대해 촉매 물질의 담지량을 달리한 산화촉매를 충전하고, 상기 주입구 및 배출구와 접하는 버너 본체의 말단 부분에 고농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하고, 버너 본체의 중앙 부분에는 저농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하는 개질기용 버너.제1항에 있어서, 상기 산화촉매는 담체에 0.01 내지 10 중량%의 농도로 촉매 물질이 담지된 제1산화촉매와, 상기 제1산화촉매의 담지량 100 중량부에 대해 1.0 내지 20 중량부로 촉매 물질이 담지된 제2산화촉매와, 상기 제1산화촉매의 담지량 100 중량부에 대해 21 내지 99 중량부로 촉매 물질이 담지된 제3산화촉매로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상인 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.제2항에 있어서, 상기 제1산화촉매, 제2산화촉매 및 제3산화촉매를 담지량 별로 구분하여 버너 본체의 길이 방향의 수직방향으로 배치하는 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.제 2항에 있어서, 상기 산화촉매는 적어도 하나 이상의 제1산화촉매 또는 제2산화촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.제2항에 있어서, 상기 산화촉매는 제1산화촉매/제2산화촉매/제3산화촉매, 제1산화촉매/제3산화촉매/제1산화촉매, 제2산화촉매/제3산화촉매/제1산화촉매, 제1산화촉매/제3산화촉매 및 제2산화촉매/제3산화촉매 순으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 적층 순서로 적층된 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.제1항에 있어서, 상기 촉매 물질은 백금(Pt), 루테늄(Ru), 은(Au), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 아연(Zn) 및 구리-아연 합금(Cu-Zn)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.제1항에 있어서, 상기 담체는 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 및 티타니아(TiO2)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.제1항에 있어서, 상기 산화촉매는 펠릿(pellet) 및 허니콤(honey comb) 형태로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 형태로 이루어지는 개질기용 버너.제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 개질기용 버너가 구비된 열원부를 구비하고, 상기 열원부의 산화촉매에 의한 연료의 산화반응이 수행되는 반응기 본체와, 상기 반응기 본체 내부에 개질 촉매가 충전된 개질 반응부가 구비된 개질기.제 9항에 있어서, 상기 개질기는 열원부와 개질반응부가 분리된 분리형 또는 일체형의 구조로 제작되는 개질기.수소와 산소의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 전기 발생부|열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 연료로부터 수소를 발생시키고, 이 수소를 상기 전기 발생부로 공급하는 개질기|상기 개질기로 연료를 공급하는 연료 공급원| 및상기 개질기 및 전기 발생부로 산화제를 공급하는 공기 공급원을 포함하며,상기 개질기는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 개질기용 버너가 구비된 열원부와, 상기 열원부의 산화촉매에 의한 연료의 산화반응이 수행되는 반응기 본체와, 상기 반응기 본체 내부에 개질 촉매가 충전된 개질 반응부를 구비하는 연료전지 시스템.
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