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Stack 내에서의 유체의 유동현상에 대한 연구도 병행되어야 한다. 전극의 성능을 향상시키기 위하여서는 전기전도성, 100MW급에서 97-98 % 으로 이와 비슷한 수준이 효율을 나타내는 전력변환기를 개발하여야 하며 소형화 및 소자특성 향상도 추구할 필요가 있다. 적층기술 연료전지 Stack은 여러 장의 Cell들이 적출되어 이루어진다. 5. Matrix는 탄소와 SiC의 복합체로서 국내의 경우 전량 수입에 의존하고 있어 자체 제조기술 개발이 장기적으로 필요하며, 배열회수 장치 등의 주변기기를 효율적으로 제어할 수 있는 제어시스템이 구축되어야 한다.연료전지의 종류 중 인산 연료전지 레폿 연료전지의 종류 중 인산 연료전지. (3) 액냉식 : 냉각성능이 우수하고 수질관리가 불필요하나 주변기기가 복잡하다. 또한 인산 연료전지 재료기술중 장기적 안목으로 보면 탄소 제조기술이 중요하므로 다공성 탄소 제조법 확립을 목표로 연구가 진행되어야 한다. . 실험실적 단위전지 제작이 성공하면 균일한 기공특성을 지니는 대형  ......

 

 

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연료전지의 종류 중 인산 연료전지 레폿

 

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연료전지의 종류 중 인산 연료전지

 

연료전지의 종류 중 인산 연료전지

 

연료전지의 종류 중 인산 연료전지

 

1. 요소기술

 

인산 연료전지의 경우 전극을 제외한 부품들은 수입이 가능하여 개발할 필요성이 크지는 않다. 그러나 전극은 가격이 비싼데다 수입이 불가능하여 조속한 시일 내에 국산화를 달성하여야 한다. 전극의 성능을 향상시키기 위하여서는 전기전도성, 가스확산성, 기계적 강도, 내식성 등이 우수한 고성능 전극의 개발과, 다공성 담체의 표면적 증대 및 백금 사용량의 감소방법에 대한 연구가 필요하다. Matrix는 탄소와 SiC의 복합체로서 국내의 경우 전량 수입에 의존하고 있어 자체 제조기술 개발이 장기적으로 필요하며, 우수한 전기전도성과 가스 불투과성이 요구되는 graphite분리판의 경우 수입대체품에 대한 개발 연구가 필요하다. 또한 인산 연료전지 재료기술중 장기적 안목으로 보면 탄소 제조기술이 중요하므로 다공성 탄소 제조법 확립을 목표로 연구가 진행되어야 한다.

실험실적 단위전지 제작이 성공하면 균일한 기공특성을 지니는 대형 구성요소의 제조기술이 필수적이다. 단위면적 대형화에서는 면적이 커질수록 두께의 오차가 커지고, 건조 및 소성과정에서 온도 변화가 균일하지 않아 불균일한 수축 및 변형이 일어나므로 이와 같은 문제를 해결하여야 한다. 특히 전극의 대형화는 현재 소규모 Stack제작 수준에 머물고 있는 국내 기술의 도약을 위해 반드시 진행되어야 할 과제이다.

 

2. 적층기술

 

연료전지 Stack은 여러 장의 Cell들이 적출되어 이루어진다. Stack설계시에는 각 cell로 가스가 균일하게 공급되고 cell내에서의 온도분포가 균일하도록 하며 cell간의 접촉 저항을 최소화할 수 있도록 하여야 한다. 선진국의 여러 개발회사들은 cell 면적의 증가와 함께 적층 높이를 증가시킴으로써 발전 플랜트에 사용가능한 Full-Size stack으로서의 대형화를 진행시키고 있으며, 여러 크기의 Cell 및 Stack에 대한 성능실험을 통하여 성능향상을 추구하고 있다. 인산 연료전지의 경우 작동온도가 200oC로 낮기 때문에 연료전지 반응열을 제거하는 Stack 냉각방식을 국내 실정 또는 사용여건에 부합되는 방식으로 개발하여야 하며, Stack 내에서의 유체의 유동현상에 대한 연구도 병행되어야 한다. Stack냉각방식의 종류와 그 장. 단점을 정리하면 다음과 같다.

 

(1) 수냉식 : 냉각성능이 우수하나 Scale 방지를 위한 엄격한 수질관리가 요구된다.

(2) 공냉식 : 간편하나 동력손실이 커서 발전효율이 저하된다.

(3) 액냉식 : 냉각성능이 우수하고 수질관리가 불필요하나 주변기기가 복잡하다.

(4) 혼합식 : 전반적으로 특성이 양호하나 고가인 점이 불리하다.

 

3. 개질기 개발

 

개질기술은 이미 다른 화학공정에서 실용화되어 기본기술은 확립된 상태이나 다음과 같은 개질기 동특성, 수명 연장에 대한 연구 등이 계속되어야 한다.

 

(1) 부하 변동에 따른 개질기의 동특성의 정확한 이해 및 운전법 개발

(2) 개질기 및 본체와의 열수지 개선을 통한 열효율의 향상

(3) 버너 방식 및 촉매개량 방식 개발 등의 가압화 연구

(4) 촉매의 수명연장 및 안정화

 

4. 전력변환기 개발

 

전력변환기 기술은 현재 40kW급 플랜트 변환기가 개발 중에 있으나 효율높은 대용량 전력변환 기술개발을 추진하여야 한다. 선진국의 전력변환 효율은 100kW급 에서 92-93%, 100MW급에서 97-98 % 으로 이와 비슷한 수준이 효율을 나타내는 전력변환기를 개발하여야 하며 소형화 및 소자특성 향상도 추구할 필요가 있다.

 

5. 제어시스템 개발

 

연료전지 본체 뿐만 아니라 개질기, 전력변환기, 배열회수 장치 등의 주변기기를 효율적으로 제어할 수 있는 제어시스템이 구축되어야 한다.

 

6. 시스템 종합

 

외국에서 본체 또는 시스템을 도입하여 운영해 봄으로써 선진기술 추적 및 운전기술을 확보할 필요가 있으며 시스템 구성 및 운전의 최적화, 장기운전에 따른 특성변화 추적 및 개선, 폐열회수에 의한 열효율 향상 등의 분야에서 연구가 이루어져야 한다.

 

 

 

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