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생물화공 에너지 / 환경 : 2kW 급 용융탄산염 연료전지 스택의 운전 특성
임희천(Hee Chun Lim),안교상(Kyo Sang Ahn),설진호(Jin Ho Seol),남석우(Suk Woo Nam),임태훈(Tae Hoon Lim),오인환(In Hwan Oh),홍성안(Seong Ahn Hong),문길호(Kil Ho Moon),최영태(Young Tae Choi) 한국화학공학회 1999 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.37 No.5
A 2 ㎾-class molten carbonate fuel cell(MCFC) stack consisting of 20 cells was fabricated and its performance was evaluated in a ㎾-class test facility. The electrode area of each cell was 1,000㎠. The initial performance of the stack was close to that of previous stacks, showing 0.826V/cell at a current density of I50mA/㎠(150A) and gas utilization of 40% using 72% H₂/18% CO₂/10% H₂O and 70% Air 30% CO₂as fuel and oxidant, respectively. The initial output of the stack was 2.5㎾ at 150A. The long-term performance of the stack was considerably improved by using Al-coated separators. During 1,000 hour operation, the stack showed a stable performance with a degradation rate of 9-36mV/1,000h/cell. The standard deviation of the voltage distribution in 20cells was 35-43mV. A thermal cycling of the stack did not lead to significant dedradation of the stack performance. The life of the stack would be improved by constructing stable stack sub-system and by adopting creep-resistant anode as well as stable cathode.
5 kW 용융탄산염 연료전지 스택내 운전특성 및 온도 변화 해석
임희천(Hee Chun Lim),고준호(Joon Ho Koh),류정인(Jeong In Ryu) 한국수소및신에너지학회 1999 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.10 No.2
A 5-㎾ MCFC stack with 3,000㎠ electrode area was tested to investigate cell performance and operation characteristics. The stack performance was evaluated based on electrical output and I-V change. The stack showed high cell performance (7.6 ㎾) than the design performance and operated for more than 5,760 hours, but a significant temperature gradient inside the stack was observed. A 3-dimensional mathematical model for molten carbonate fuel cell (MCFC) was developed for the purpose of simulation of stack Performance during the operation. The model was solved using PHOENICS, a computational fluid dynamics (CFD) code. The simulation result demonstrated a close prediction of the temperature gradient and stack performance.
250 ㎾ 발전용 용융탄산염 연료전지 기술개발 V (125 ㎾ 시스템 제작 및 운전 평가)
임희천(H-C Lim),김의환(E-H Kim) 대한전기학회 2010 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2010 No.10
This paper shortly describe the R&D results for developing of 250 ㎾ externally reforming MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) CHP proto type. Instead of 250 ㎾ MCFC System, 125 ㎾ MCFC system has been operated at Boryeong thermal power plant site since the end of 2009. The system was consisted with 125 ㎾ MCFC stack, MBOP and EBOP. The 125㎾ MCFC stack was assembled and installed on the end of December, 2009 and started initial operation on January, 2010. At initial load operation, the stack exhibited the OCV of 214V. At the early stage, the stack showed the voltage range from 160V to 180 V at the static current and reached 120㎾ DC. This system has been operated for 3,270 hours until March, 2010. In addition, the operation time of rated power records 1200 hours.
발전용 용융탄산염 연료전지 기술 개발 : 시스템 운전결과 및 개발현황
임희천(Hee Chun Lim),안교상(Kyo Sang Ahn) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7
분산 형 전원 및 석탄 가스화와 연계한 복합 발전이 가능한 용융탄산염 연료전지(MCFC : Molten Carbonate Fuel Cell)는 천연가스, 석탄가스 등 다양한 연료를 사용할 수 있고, 공해요인이 적고, 높은 에너지 변환효율을 가지고 있어 전력사업 분야에 적용 가능성이 가장 큰 새로운 발전방식이다. 국내에서도 1993년부터 선도기술개발 사업의 하나로 시작하여 현재 250 ㎾급 발전시스템 개발 연구가 진행되고 있다. 250 ㎾개발 전 수행한 100 ㎾급 MCFC 발전 시스템 개발 연구에서는 6,000㎝2 급 단위전지 90장으로 구성된 50 ㎾급 MCFC 스택 2기 로 구성된 100 ㎾ MCFC 스택과 이를 운전 평가를 위한 시스템을 완성하였다. 2005년부터 스택운전에 필요한 시스템 내 단위기기들에 대한 시운전을 진행 한 후 장착된 100 ㎾ MCFC 스택 운전에서는 시스템 단위 기기의 고장으로 전 부하 운전을 실시하지 못했지만 상압 상태에서 AC 50 ㎾ 전력을 계통과 연계 운전 시험을 진행하였다. 향후 100 ㎾ MCFC 시스템 보완후 재 운전 시험을 진행할 예정이다. 한편 병행하여 진행되는 250 ㎾ 열병합 발전 시스템 개발에서는 시스템 상세설계 및 신형 분리판을 이용한 새로운 형태의 스택을 개발 운전시험을 진행하고 있다. 여기에서는 MCFC 발전 시스템의 개요와 시스템의 운전을 위한 운전 모드 그리고 스택 운전 내용을 요약하여 소개하고자 한다.