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5kW급 중온형 메탄-수증기 개질기의 운전 조건 변화에 따른 성능 특성
조경인(Kyungin Cho),윤진원(Jinwon Yun),유상석(Sangseok Yu) 대한기계학회 2018 大韓機械學會論文集B Vol.42 No.4
수증기 개질법은 연료전지에 연료로 공급되는 수소를 고효율로 생산하는 기술이다. 개질 반응은 흡열 반응으로 고온의 열원을 공급해주기 위해 보통 연소기를 사용하지만, 최근 새롭게 개발되고 있는 연료전지-엔진 하이브리드 시스템에서는 연소기 대신 2차 동력발생 장치를 사용하여 추가적인 전기에너지를 생산하고 남은 폐열을 개질에 활용하고 있다. 그러므로 개질기에 공급해줄 수 있는 열원이 현저히 줄어들기 때문에 중온의 열원으로 운전 가능한 열전달 촉진형 개질 기술의 개발이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 중온형 메탄-수증기 개질기의 특성 평가 장치를 구축하고, 중온의 열원 하에서 운전과 설계에 필요한 각종 변수들에 따라 개질 특성이 어떻게 영향을 받는지에 대하여 조사하였다. 결론적으로 고온 운전과 달리 중온에서는 열전달에 영향을 주는 변수들이 개질에 더 큰 영향을 준다는 결과를 얻었다. Steam reforming is a technology that efficiently produces hydrogen for a fuel cell. Because the reforming reaction is endothermic, a conventional burner is used in a normal fuel cell system to supply the high temperature heat source. However, the solid oxide fuel cell-homogeneous charge compression ignition hybrid system that uses a secondary power generation device provides limited heat. Thus, the thermal activation of the reformer remains different from the high-temperature steam reformer. Because the heat source of the reformer decreases remarkably, it is necessary to investigate the performance of reforming reactions that can operate with a mid-temperature heat source. A performance evaluation system of the methane-steam reformer is constructed, and experimental analysis is carried-out using various parameters with a mid-temperature heat source. As a result, the refined heat transfer mechanism becomes crucial to operate the steam reformer at mid-temperatures.
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