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저자정보
하명주 (삼성SDI) 윤성필 (한국과학기술연구원) 한종희 (한국과학기술연구원) 임태훈 (한국과학기술연구원) 김우식 (경희대학교) 남석우 (한국과학기술연구원)
저널정보
한국청정기술학회 청정기술 청정기술 제26권 제4호
발행연도
2020.12
수록면
329 - 335 (7page)

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재생에너지로부터 수전해를 통하여 생산된 수소와 포집된 CO₂를 활용하여 메탄올을 합성하는 power-to-methanol 기술이 재생에너지를 대용량으로 저장하는 방안으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 메탄올을 수소 및 전력 생산에 활용함에 있어 더욱 효율적인 방법으로 연료전지 내부에서 메탄올 수증기개질 반응이 일어나는 내부개질형 용융탄산염 연료전지에 대해 성능 분석을 실시하였다. 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 사용되는 다공성 Ni-10 wt%Cr을 촉매로 메탄올 수증기개질 반응을 수행한 결과 연료전지 운전 조건에서 연료극은 메탄올 수증기개질 반응에 충분한 활성을 나타내었다. 메탄올 수용액을 직접 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 공급한 결과 연료전지의 성능은 외부 개질기를 통하여 생산된 개질가스를 공급하는 경우에 비해 다소 성능이 낮게 나타났으며, 메탄올 공급유량이 비교적 낮은 경우 고 전류밀도에서 불안정한 성능을 나타내었다. 연료극으로부터 생성된 가스를 재순환시킴으로써 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메탄올 전환율도 90% 이상 얻을 수 있었다. 물질수지를 통하여 연료극에서 일어나는 반응을 분석한 결과 전류밀도 및 가스 재순환 유량이 증가함에 따라 메탄올 수증기개질 반응속도가 증가함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 별도의 촉매층을 설치할 필요 없이 연료극 만으로도 용융탄산염 연료전지 내에서 메탄올 수증기개질 반응이 가능하며, 메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지를 통하여 전력과 합성가스를 동시에 생산할 수 있음을 확인하였다.
#용융탄산염 연료전지 #내부개질 #메탄올 연료 #연료극 #합성가스 및 전기 동시생산 #Molten carbonate fuel cell #Internal reforming #Methanol fuel #Anode #Syngas and electricity co-production

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 실험 방법
3. 결과 및 고찰
4. 결론
References

참고문헌 (25)

참고문헌 신청
고아름 / 2020 / 100 MW급 Power-to-Gas 시스템의 사전 경제성 분석 / Clean Technology 26(1):55~64 dbpia Götz, M. / 2016 / Renewable Power-to-Gas : A Technological and Economic Review / Renew. Energy 85:1371~1390 google schola 염규인 / 2019 / Ni 촉매 상에서 Power to Gas (P2G) 기술의 CO2 메탄화 반응에 관한 연구 / 한국수소및신에너지학회논문집 30(1):14~20 Crossref Bos, M. J. / 2020 / Wind Power to Methanol : Renewable Methanol Production using Electricity, Electrolysis of Water and CO2 Air Capture / Appl. Energy 264:114672 google schola Hank, C. / 2018 / Economics & Carbon Dioxide Avoidance Cost of Methanol Production Based on Renewable Hydrogen and Recycled Carbon Dioxide-Power-to Methanol / Sustain. Energy Fuels 2(6):1244~1261 google schola

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