초록 ▼

○ 동적변화 대응형 SOFC 단전지 소재, 셀 및 공정기술 개발
○ 동적변화 대응형 SOFC 스택 구성요소, 설계 및 스택 최적화
○ 건물에너지 네트워크용 삼중열병합 수요 에너지 D/B 확립 및 시스템 설계안 도출
- (SOFC 셀) 성능 ≥ 370 mW/cm² (700 ℃, 500 mA/cm²), 동적 열화율 ≤ 3 % (20 회)
- (SOFC 숏스택) 성능 ≥ 300 mW/cm² (700 ℃, 500 mA/cm²), 동적 열화율 ≤ 5 % (20 회)
- (SOFC 스택) 용량 = 1 kW

○ 동적변화 대응형 SOFC 단전지 소재, 셀 및 공정기술 개발
○ 동적변화 대응형 SOFC 스택 구성요소, 설계 및 스택 최적화
○ 건물에너지 네트워크용 삼중열병합 수요 에너지 D/B 확립 및 시스템 설계안 도출
- (SOFC 셀) 성능 ≥ 370 mW/cm² (700 ℃, 500 mA/cm²), 동적 열화율 ≤ 3 % (20 회)
- (SOFC 숏스택) 성능 ≥ 300 mW/cm² (700 ℃, 500 mA/cm²), 동적 열화율 ≤ 5 % (20 회)
- (SOFC 스택) 용량 = 1 kW, 부피 ≤ 8 L/kW, 발전 효율 ≥ 53 %
- 삼중열병합 시스템 설계안 용량 = 3 kW

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

We have develop the key technologies to apply to next-generation solid oxide fuel cells for on-site trigeneration systems of building energy networks. Advanced materials and cells were developed for the SOFC which possesses a capability to accommodate rapid and various dynamic operational conditions

We have develop the key technologies to apply to next-generation solid oxide fuel cells for on-site trigeneration systems of building energy networks. Advanced materials and cells were developed for the SOFC which possesses a capability to accommodate rapid and various dynamic operational conditions. To expand the dynamic operation capability to stack scale, advanced stack components and designs were investigated for a SOFC stack that is available for an efficient building energy networking. Moreover, trigeneration system designs were studied for the building energy networks, and a control process of the trigeneration SOFC system was developed for reliable and efficient operation in a large scale system.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 6
• 목차 ... 7
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 8
• 제 1 절 연구개발 목적 ... 8
• 제 2 절 연구개발 필요성 ... 8
• 제 3 절 연구개발 최종 목표 ... 9
• 제 4 절 연구개발 내용 ... 9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 제 1 절 국외현황 ... 11
• 제 2 절 국내현황 ... 11
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13
• 제 1 절 동적운전 내구성 및 비상운전 안정성이 우수한 대면적 평판형 SOFC 셀 기술 개발 ... 13
• 제 2 절 동적운전에 의한 셀 구성요소의 열화 ... 23
• 제 3 절 비상운전환경에서 redox 안정성이 우수한 SOFC 연료극지지체 및 셀 개발 ... 24
• 제 4 절 탄소침적 억제용 소재 최적화 ... 27
• 제 5 절 습식 침투법 적용 공기극 출력 향상 기술 최적화 ... 30
• 제 6 절 전기화학증착(electrodeposition) 기법 적용 공기극 출력 향상 기술 최적화 ... 36
• 제 7 절 ALD 적용 이성분계 박막 공기극 표면처리 기술 최적화 ... 42
• 제 8 절 산화물 기반 연료극 소재 개발 ... 48
• 제 10 절 극심한 내부 환경 변화에 대응 가능한 고신뢰성 스택 구성요소 개발 ... 56
• 제 11 절 전력, 냉방열 및 가변 수요량에 대한 동적 대응성이 극대화된 스택 설계 ... 58
• 제 12 절 전압/온도 분포 동시 측정이 가능한 In-situ 스택 평가기술개발 ... 73
• 제 13 절 1kW급 스택 제작 및 평가 ... 78
• 제 14 절 응력 모델 기본 물성치 조사 및 모델 검증 ... 82
• 제 15 절 숏스택 설계 및 응력 해석 ... 84
• 제 16 절 1kW급 스택 유동/응력 해석 ... 88
• 제 17 절 삼중열병합 시스템 제어 플랫폼 개발 ... 90
• 제 18 절 삼중 열병합 시스템 설계 ... 96
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 102
• 제 1 절 1단계 목표 ... 102
• 제 2 절 목표 달성도 ... 102
• 제 3 절 목표 미달성 시 원인(사유) 및 대책 ... 104
• 제 4 절 관련 분야 기여도 및 목표값 달성의 수준 및 의미 ... 104
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 105
• 제 1 절 대면적 평판형 단전지 제조를 위한 테잎캐스팅 공정 개발 ... 105
• 제 2 절 비상운전환경에서 redox 안정성이 우수한 SOFC 연료극지지체 및 셀 개발 ... 105
• 제 3 절 탄소침적 억제용 촉매 개발 ... 106
• 제 4 절 용액침투, electrodeposition 적용 공기극 최적화 ... 106
• 제 5 절 전기화학 증착법 이용 공기극 고성능화 ... 106
• 제 6 절 이성분계 박막의 표면 처리 기술 ... 106
• 제 7 절 동적변화에 대응가능한 산화물 연료극 적용 셀 제조 기술개발 ... 106
• 제 8 절 전기/열 복합 추종을 위한 수요대응형 스택 개발 ... 107
• 제 9 절 kW급 스택 제작 기술 및 유동/응력 해석 ... 107
• 제 10 절 동적부하 대응형 삼중열병합 시스템 및 제어 플랫폼 ... 108
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 109
• 제 1 절 고체 산화물 에너지 변환 첨단 기술 콘소시움(ASEC) 설립 ... 109
• 제 7 장 참고문헌 ... 110
• 성과 정보 요약서 ... 113
• 끝페이지 ... 138