초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
○ 최종목표: 6 Nm³/h 연료전지 수소추출기 전용 버너 개발
○ 성과지표
가. 정량적 성능지표
- 버너 시제품 제작: 3기
- 열 공급능력: 7,000 kcal/hr (LHV 기준)
- 배기가스: 1,000ppm 이하 (KGS AB934 기준)
- 수소추출기 연계 운전: 1기
- 수소 생산량: 6 Nm³/hr
- 특허 출원: 1건
나. 정성적 성능지표
- 연소기능: 도시가스/수소가스 혼

□ 연구개발 목표 및 내용
◎ 최종 목표
○ 최종목표: 6 Nm³/h 연료전지 수소추출기 전용 버너 개발
○ 성과지표
가. 정량적 성능지표
- 버너 시제품 제작: 3기
- 열 공급능력: 7,000 kcal/hr (LHV 기준)
- 배기가스: 1,000ppm 이하 (KGS AB934 기준)
- 수소추출기 연계 운전: 1기
- 수소 생산량: 6 Nm³/hr
- 특허 출원: 1건
나. 정성적 성능지표
- 연소기능: 도시가스/수소가스 혼합 연소
- 화염감시장치: 구비 (KGS AB934 기준)
- 역화방지구조: 구비 (KGS AB934 기준)

◎ 전체 내용
1. 기존 버너 문제점 분석 및 개선방안 도출
○ 버너 연소 시험 시행
- 부적합 기술 사항 도출
- 도출된 문제점 기술 검토 및 개선방안 도출
○ 미 구비 안전장치 검토 및 파악
- 화염 감지 장치
- 역화 방지구조 등
2. 시제품 설계 및 제작(v1)
○ 시제품 설계
- 외부전문가를 활용, 기술 협의 및 설계에 반영
- 버너 적정 규격 및 노즐 크기 확정
- 버너 구조 및 열 교환망 설계
- 안전장치 반영
- LNG/Anode off gas 비, T, P등 운전조건 및 최적 운전 제
어 로직 도출
○ 시제품 제작 및 시험
- 시제품(v1) 제작
- 버너 운전 평가를 통한 설계 검증
- 시험 결과 분석 및 개선 사항 도출
3. 시제품 제작(v2)
○ v1의 개선사항 반영
- 제작 전 외부전문가 활용 개선사항 협의 및 의견 반영
○ 시제품 제작 및 시험
- 시제품(v2) 제작
- 버너 운전평가를 통한 설계 검증
- 시험 결과 분석 및 개선 사항 도출
4. 6 Nm³/h 수소추출기 제작(1기)
5. 버너 제작 (v3, 완성품)
○ 수소추출기 장착 시험
- 개발된 버너를 고온 PEMFC 수소추출기 장칙 및 성능평가 수행
· CO 조성: 1 vol% 이하
· 개질 효율: 75% 이상 (LHV 기준)
- 수소추출기 운전조건에 따른 버너 안전장치의 적절한 작동 확인
- 시험 결과 분석
○ 제품화
6. 특허 출원

□ 연구개발성과
1. 시제품 제작
○ 수소추출기용 버너 시제품 3기 제작 완료
○ 수소추출기 1기 제작 완료
2. 정량적 목표
○ 열 공급능력 달성 (7,223 kcal/hr) (외부 전문가 입회 평가, 공인인증성적서 발급)
○ 수소 생산량 달성 (6.03 Nm³/hr) (외부 전문가 입회 평가, 공인인증성적서 발급)
○ 배기가스 CO 농도 달성 (2.196 ppm) (외부 전문가 입회 평가, 공인인증성적서 발급)
3. 정성적 목표
○ 도시가스/수소가스 혼합연소 가능
○ 화염감시장치 구비 완료
○ 역화방지구조 구비 완료
4. 특허 등록
○ 특허명: 수소추출용 버너
○ 등록일: 2022.01.12.
○ 등록번호: 10-23522277

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1. 활용 계획
○ 연구개발성과의 수요처
- 주관기관을 비롯한 연료전지 시스템 제조사의 수소추출기
2. 활용 내용
○ 주관기관
- 기존의 수소추출기용 버너를 신규 개발품으로 대체
○ 연료전지 제조사의 수소추출기용 버너 대체
- 수소추출기를 보유하고 있는 기존 시스템 업체는 기술 협의를 통해 주관기관 개발 버너로 대체
- 신규 시스템 업체의 2곳은 주관기관 수소추출기를 사용하고 있으므로 주관기관 수소추출기 제품에 장착하여 판매
3.경제적 파급 효과
○ 정부의 “수소경제 활성화 로드맵”에 제시한 보급 목표를 달성과 수소추출기에 최적화된 버너 적용을 통해 연료전지 가격경쟁력에 기여함
○ 안전장치가 구비 된 버너를 사용함으로써 연소장치 법적 기준의 부합과 동시에 여러 가스안전사고를 미리 방지하여 안전사고에 의한 사회적 손실을 줄일 수 있을 것으로 예상함
○ 대형 건물에 적용할 수 있는 25kW급 연료전지 수소추출기용 버너에 대한 scale-up 기반 자료로 활용이 가능할 것으로 예상함

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 1) 연료전지시스템 수소추출기용 버너 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 1) 기존 버너 문제점 분석 및 개선방안 도출 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 13
• 1) 연구수행 결과 ... 13
• 2) 목표 달성 수준 ... 15
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 15
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 16
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 끝페이지 ... 18