KR100658684B1 - 연료개질용 촉매 및 이를 포함하는 연료전지 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연료개질용 촉매 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메탈폼에 활성금속이 담지된 연료개질용 촉매와, 상기 촉매를 연료전지 시스템의 개질기의 개질 촉매로 사용하는 부탄을 연료로 사용하는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
상기 연료개질용 촉매는 고온에서 부탄을 수소로 개질하는 반응 활성을 높여 종래 고온 및 고압에서 수행하던 개질반응의 온도 및 압력을 낮출 수 있다. 또한 부탄의 수소 전환율을 향상시킬 뿐만 아니라 내구성이 우수하여 촉매 자체 열화가 방지되어 개질기 및 연료전지 시스템의 수명 및 효율을 증가시킨다.
메탈폼, 금속 촉매, 부탄, 연료, 연료전지 시스템
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 연료전지 시스템을 구성하는 스택의 구조를 나타낸 분해 사시도이다.
[기술 분야]
본 발명은 연료개질용 촉매 및 이를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메탈폼에 활성금속이 담지된 연료개질용 촉매와, 상기 촉매를 연료전지 시스템의 개질기의 개질 촉매로 사용하는 부탄을 연료로 사용하는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
[종래 기술]
연료전지 시스템은 메탄올, 에탄올 또는 천연가스 등 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소 또는 산소를 포함하는 공기를 연료로 하여 일어나는 전기화학 반응에 의하여 화학에너지를 직접 전기에너지로 변화시키는 발전 시스 템이다.
최근 연료로 메탄올 및 에탄올 이외에 천연가스 중의 하나인 부탄에 대한 관심이 급증하면서, 부탄을 연료로 하는 연료전지 시스템에 대한 연구가 빠르게 진행되고 있으며, 특히 부탄에서의 수소로의 전환율을 증가시키기 위해 다양한 방법들이 제안 및 시도되고 있다.
그러나 부탄의 개질반응은 비교적 고온인 600℃ 이상에서 이루어져야 하며, 이를 위해 개질기로 다량의 열원이 공급되어야 하고, 필요한 만큼의 가스 유량을 확보하기가 어렵다. 이러한 개질온도는 메탄올이 220 내지 270 ℃에서 개질반응이 수행되는 것과 비교하여 매우 높아, 개질반응이 일어나는 동안 개질 촉매가 열화되고 이에 따라 개질기의 수명이 저하될 뿐만 아니라 에너지 효율이 낮아지는 문제가 발생한다.
더욱이 개질기의 열원부에서 산화촉매 반응만으로 상기 개질온도를 유지시킬 수 없어 별도의 가열장치가 필요함에 따라, 콤팩트한 개질기의 제작이 어렵다.
대한민국 공개특허 제2000-22545호는 부탄을 연료로 하는 연료전지 시스템에 알루미나에 루테늄 또는 로듐을 담지한 연료개질용 촉매를 제안하고 있다. 그러나, 이러한 촉매를 사용하더라도 개질 반응을 위한 개질기 운전시의 온도 및 압력을 충분히 낮출 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 고온에서 부탄을 수소로 개질하는 반응 활성을 높여 종래 고온 및 고압에서 수행하던 개질반응의 온도 및 압력을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 부탄의 수소 전환율을 향상시키고 내구성이 우수하여 열화를 방지하는 연료개질용 촉매를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 연료개질용 촉매를 포함하여 수명 및 효율이 증가된 부탄을 연료로 하는 연료전지 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 활성금속이 메탈폼에 담지된 연료개질용 촉매를 제공한다.
상기 활성금속은 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 티타늄(Ti), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 망간(Mn), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다.
또한 본 발명은
수소의 산화반응과 산화제의 환원반응을 통한 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 전기 발생부,
화학 촉매 반응을 통해 부탄연료로부터 수소를 발생시키고, 이 수소를 상기 전기 발생부로 공급하기 위해 열원부 및 개질 반응부를 포함하는 개질기,
상기 개질기로 부탄연료를 공급하는 연료 공급원, 및 상기 개질기 및 전기 발생부로 산화제를 공급하는 산화제 공급원을 포함하고,
전술한 바의 연료개질용 촉매가 상기 개질 반응부 내부에 존재하는 연료전지 시스템을 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 연료전지 시스템의 개질기 내 개질촉매로 메탈폼에 활성금속이 담지된 촉매를 사용함으로써 부탄을 수소로 개질하는 반응 활성을 높여 고온 및 고압에서 수행하던 개질반응의 온도 및 압력을 낮추고, 부탄의 수소 전환율을 향상시킬 뿐만 아니라 내구성이 우수하여 촉매 자체 열화를 방지시켜, 개질기 및 연료전지 시스템의 수명 및 효율을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
특히 본 발명의 연료전지 시스템은 전기를 생성하기 위한 실질적인 연료로서 '부탄'을 사용하고, 상기 부탄을 개질하여 수소를 발생시키고, 이 수소와 산화제를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시킨다.
부탄에서의 수소 발생은 개질촉매 존재하에 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 가스 상태의 부탄과 수증기를 600 ℃ 이상의 고온에서 반응시키는 수증기 개질반응(Steam Reforming Reaction; SR 반응)(1)이 수행된다.
[반응식 1]
C4H10 + H2O → H2 + CO2 + CO + CH4
상기 반응식 1에서 발생한 CO 가스는 수증기가 반응하여 이산화탄소와 수소로 전환되어 개질가스 내 CO가스의 함량을 최소화한다.
[반응식 2]
CO + H2O → CO2 + H2
이러한 고온에서의 개질반응은 개질촉매의 열화를 수반하게 되며, 결과적으 로 개질기 및 연료전지 시스템의 효율 및 수명을 저하시키게 된다.
본 발명에서는 부탄의 개질반응의 촉매로 메탈폼(Metal Foam)에 활성금속이 담지된 촉매를 사용한다.
메탈폼은 금속 재료 내부에 수많은 기포를 가진 다공질(Porous) 금속으로 초 경량일 뿐만 아니라 단위 체적당 표면적비가 극도로 큰 특징이 있다. 특히, 메탈폼의 기공 내에 활성금속을 담지시킬 수 있어 유효 촉매 면적을 최대화할 수 있을 뿐만 아니라 강도 및 내구성이 우수하여 600 ℃ 이상의 고온의 개질반응에서도 열화가 발생하지 않는다.
메탈폼으로서 사용가능한 재료는 통상적으로 공지된 바의 것이 가능하며, 구체적으로 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 및 이들의 합금, 또는 스테인레스 스틸 등이 가능하며, 그중 스테인레스 스틸 재료가 가장 바람직하다. 이러한 메탈폼을 사용함으로써, 일반적인 촉매 제조 공정에서 가장 어렵고 시간이 많이 소요되는 공정은 성형 공정입니다. 메탈폼을 사용할 경우 촉매 제조 과정에서 성형 공정을 제외시킬 수 있어 성형이 매우 용이하다.
본 발명에 따른 메탈폼은 활성금속을 충분히 담지할 수 있도록 40 내지 98%, 바람직하기로는 50 내지 90%의 기공율을 갖고, 기공의 크기가 400 내지 1200 ppi(인치당 구멍의 수)인 것이 바람직하며 금속 산화물로 표면 처리하여 활성금속이 쉽게 담지되도록 한다. 이때 기공율 및 기공의 크기 및 표면 처리를 위한 금속 산화물은 활성금속의 담지량 및 입자크기에 따라 적절히 조절한다.
메탈폼에 담지되는 활성금속으로는 촉매 활성을 가지는 금속이면 어느 것이 든 가능하며, 구체적으로 티타늄(Ti), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 망간(Mn), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 은(Au), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속이 가능하다.
이때 메탈폼에 담지되는 활성금속이 담지량은 메탈폼 100 중량부에 대하여 0.5 내지 20 중량부, 바람직하기로 1.0 내지 10 중량부로 담지되며, 활성금속의 담지량을 일정하게 조절할 수 있도록 상기 메탈폼의 기공의 크기와 유사한 범위의 입경을 가지는 것을 사용한다. 상기 활성금속의 담지량은 최소 0.5 중량부를 초과하는 경우 개질 촉매 활성을 나타내며, 20 중량부를 초과하는 경우 비용이 과도하게 상승됨에 따라 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.
본 발명에 따른 메탈폼에 활성금속이 담지된 촉매의 제조는 본 발명에서 한정하지 않으며, 통상적으로 알려진 졸-겔 코팅, 워시코팅, 화학적 증착법, 물리적증착법 및 이온 플레이팅법으로 이루어진 1종의 방법이 가능하며, 바람직하기로 워시 코팅법이 가장 널리 사용된다.
이하 워시 코팅에 의한 제조는 1) 활성금속 전구체를 포함하는 촉매 슬러리를 제조하는 단계, 2) 메탈폼을 산으로 처리하는 단계, 3) 상기 1)에서 제조된 촉매 슬러리를 2)의 산처리된 메탈폼의 표면에 워시 코팅 후 건조하는 단계, 및 4) 소성하는 단계를 거친다.
단계 1)의 촉매 슬러리 제조는 니켈, 루테늄, 티타늄, 철, 크롬, 코발트, 바나듐, 텅스텐, 몰리브덴, 망간, 주석, 알루미늄, 백금, 은, 팔라듐, 구리, 로듐, 아연 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 금속의 전구체를 일정 농도로 물 또는 유기용매에 용해시킨다. 이때 전구체는 활성금속의 염화물 또는 불화물과 같은 할라이드(halides), 질산염(nitrates), 황산염(sulfates), 초산염(acetates) 및 이들의 혼합물이거나, 서로 다른 활성금속의 전구체의 혼합물이 가능하다.
단계 2)의 산처리는 메탈폼과 활성금속의 접착력을 높이기 위해 수행한다. 즉, 산처리에 의해 메탈폼의 표면에 존재하는 금속이온이 용출되고, 상기 금속이온이 용출된 자리에 활성금속이 위치하여 메탈폼의 표면에 활성금속이 안정하게 코팅된다. 사용가능한 산은 강산이 바람직하며, 0.1 내지 1.0 M 농도로 염산, 황산 및 질산 수용액에 메탈폼을 1분 내지 1시간 동안 침지시켜 상기 메탈폼의 표면을 활성화시킨다.
단계 3)에서는 산처리된 메탈폼을 단계 1)의 촉매 슬러리에 침지시킨 후 후 3 내지 12 시간 동안 시간 동안 메탈폼의 기공에 촉매 슬러리가 충분히 담지되도록 한다. 이어 촉매 슬러리가 코팅된 메탈폼을 최소 12시간 이상, 상온에서 건조시켜 활성금속을 메탈폼의 기공에 코팅시킨다.
단계 4)에서는 상기 단계 3)에서 얻어진 메탈폼을 500 내지 700 ℃에서 소성함으로써 본 발명에 따른 메탈폼에 활성금속이 담지된 촉매를 제조한다. 이때 메탈폼에 담지되는 촉매의 담지량은 촉매 슬러리의 농도를 조절하거나, 워시 코팅 공정을 여러 번 수행함으로서 이루어진다.
이와 같이 메탈폼에 활성금속이 담지된 촉매는 부탄을 연료로 하는 연료전지 시스템의 개질촉매로 사용하여 고온에서 부탄을 수소로 개질하는 반응 활성을 높여 종래 고온에서 수행하던 개질반응의 온도를 낮춘다. 또한 종래 펠렛형 또는 구형 의 촉매와 비교하여 폼 구조로 인해 내부를 포함하는 촉매 전체에 활성금속이 분포하여 부탄의 수소 전환율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 부탄연료의 주입이 용이하여 반응기 내 압력 상승을 낮춘다. 이에 더하여, 부탄의 수소 전환율을 향상시킬 뿐만 아니라 내구성이 우수하여 촉매 자체 열화가 방지됨에 따라 개질기 및 연료전지 시스템의 수명 및 효율을 높일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 연료전지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시한 스택의 구조를 나타내 보인 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)은
개질기(30)를 통해 개질된 개질 가스와 산화제의 산화/환원 반응을 유도하여 전기 에너지를 발생시키는 전기 발생부(11)와,
연료를 개질기(30)로 공급하는 연료 공급원(50)과,
상기 연료를 개질하여 수소를 발생시키고, 이 수소를 전기 발생부(11)로 공급하는 개질기(30)와,
상기 개질기(30)와 전기 발생부(11)로 산화제를 공급하는 산화제 공급원(70)을 포함하여 구성된다.
도 2를 참조하면, 전기 발생부(11)는 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode Assembly; MEA)(12)를 중심에 두고 이의 양면에 세퍼레이터(Separator, 16, 또는 바이폴라 플레이트라고도 한다.)를 배치하여 최소 단위의 연료전지(fuel cell)를 형성한다. 따라서 본 실시예에서는 위와 같은 최소 단위의 전기 발생부(11)를 복수로 구비하여 이들 전기 발생부(11)의 집합체 구조에 의한 스택(10)을 형성할 수 있다.
상기 막-전극 어셈블리(12)는 수소의 산화반응과 산소의 환원반응을 통한 전기 화학 반응을 일으키는 소정 면적의 활성 영역을 가지면서 일면에 애노드 전극, 다른 일면에 캐소드 전극을 구비하고, 두 전극 사이에 전해질막을 구비하는 구조로 이루어져 있다. 이때 애노드 전극은 수소를 산화 반응시켜 수소 이온(프로톤)과 전자로 변환시키는 기능을 하고, 캐소드 전극은 상기 수소 이온과 산소를 환원 반응시켜, 소정 온도의 열과 수분을 발생시키는 기능을 하게 된다. 또한 전해질막은 애노드 전극에서 생성된 수소 이온을 캐소드 전극으로 이동시키는 이온 교환의 기능을 하게 된다. 그리고 세퍼레이터(16)는 막-전극 어셈블리(12)의 양측에 수소와 산소를 공급하는 기능 이외에, 상기 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 기능도 하게 된다.
개질기(30)는 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응 예컨대, 수증기 개질, 부분 산화 또는 자열 반응 등의 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료인 부탄으로부터 수소를 발생시키고, 이 수소를 스택(10)으로 공급하는 구조로 이루어진다. 상기 개질기(30)는 파이프 라인 등을 통하여 스택(10) 및 연료 공급원(50)과 각각 연결 설치된다.
연료 공급원(50)은 개질기(30)로 연료를 공급하는 연료를 저장하는 연료 탱크(51)와, 이 연료 탱크(51)에 연결 설치되어 상기 연료 탱크(51)로부터 연료를 배출시키는 연료 펌프(53)를 포함한다. 상기 연료 탱크(51)는 뒤에서 더욱 설명하는 개질기(30)의 열원부(35) 및 개질 반응부(39)와 파이프 라인을 통해 연결 설치될 수 있다.
산화제 공급원(70)은 소정 펌핑력으로 산화제를 흡입하여 상기 산화제를 스택(10)의 전기 발생부 (11) 및 상기 열원부(35)로 각각 공급하는 공기 펌프(71)를 포함한다. 상기 전기 발생부(11)로 공급되는 산화제는 수소와 반응하는 가스로서, 별도의 저장 공간에 저장된 산소 또는 산소를 포함하는 공기가 가능하다. 본 실시예에서 상기 산화제 공급원(70)은 도면에서와 같이, 단일의 공기 펌프(71)를 통해 스택(10)과 열원부(35)로 산화제를 공급하는 구조로 되어 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 스택(10) 및 열원부(35)와 각각 연결 설치되는 한 쌍의 공기 펌프를 구비할 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 본 시스템(100)의 작용시, 개질기(30)로부터 발생되는 수소를 스택(10)의 전기 발생부(11)로 공급하고, 산화제를 상기 전기 발생부(11)로 공급하게 되면, 이 스택(10)에서는 수소의 산화반응과 산화제의 환원반응을 통한 전기 화학적인 반응을 통해 기설정된 출력량의 전기 에너지와 물 그리고 열을 발생시킨다. 이러한 연료전지 시스템(100)은 기설정된 출력량의 전기 에너지를 소정 로드 예컨대, 노트북, PDA와 같은 휴대용 전자기기 또는 이동통신 단말기기로 출력 시킬 수 있게 된다.
또한 상기 연료전지 시스템(100)은 별도 구비된 통상적인 컨트롤유니트(도시하지 않음)에 의하여 시스템의 전반적인 구동 예컨대, 연료 공급원(50) 및 산화제 공급원(70) 등의 가동을 실질적으로 제어할 수 있다.
특히 본 발명의 연료전지 시스템(100)은 실질적인 '연료'로서 부탄을 채용하고, 이때 부탄은 액화 또는 기체화된 상태로 연료 공급원(50)에 저장되어 가스 상태로 개질기(30)로 공급된다. 또한, 선택적으로 상기 연료 공급원(50)와 개질기(30) 사이에 탈황기를 설치하여 부탄연료 내 유황 성분을 제거한다.
개질기(30)는 연료 공급원(50)과 산화제 공급원(70)으로부터 공급되는 부탄연료와 산화제의 산화촉매 반응을 통해 부탄의 개질 반응에 필요한 소정의 열 에너지를 발생시키는 열원부(35)와, 상기 열원부(35)로부터 발생되는 열 에너지를 흡열하여, 연료 공급원(50)으로부터 공급되는 부탄의 개질 촉매 반응을 통해 상기 부탄연료로부터 수소를 발생시키는 개질 반응부(39)를 구비한다. 이때 개질기(30)의 열원부(35) 및 개질반응부(39)는 각각 독립적으로 형성하여 통상의 연결 장치를 통해 연결된 분리형태로 제작하거나, 내부에 열원부(35)가 위치하고, 외부에 개질 반응부(39)가 위치하는 2중 관로의 일체형으로 제작될 수 있다.
개질기(30)의 열원부(35) 및 개질 반응부(39)의 반응기 내부는 각각 산화촉매 및 개질촉매가 충전되어 산화 및 개질반응이 수행되며, 특히 상기 개질촉매로 전술한 바의 메탈폼에 활성금속이 담지된 촉매를 사용한다.
그 결과, 고온의 부탄 개질 반응 활성을 높여 고온에서 부탄을 수소로 개질 하는 반응 활성을 높여 종래 고온 및 고압에서 수행하던 개질반응의 온도 및 압력을 낮추고, 부탄의 수소 전환율을 향상시킬 뿐만 아니라 내구성이 우수하여 촉매 자체 열화를 방지시켜 개질기 및 연료전지 시스템의 수명 및 효율을 증가시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예
1
니켈 클로라이드 100 g을 물 1 L에 용해시켜 촉매 슬러리를 제조하였다.
다음으로, 스테인레스 스틸 메탈폼(기공율 55%, 기공 크기 400ppi)을 1M의 염산으로 처리하여 표면을 활성화시킨 다음, 촉매 슬러리에 침지시켜 상온에서 5시간 동안 교반하였다.
이어서, 상기 메탈폼을 촉매 슬러리로부터 꺼낸 후 상온에서 15시간 동안 건조시킨 후, 500 ℃에서 소성하여 연료개질용 촉매를 제조하였다.
실험예
1
실시예 1에서 제조된 연료개질용 촉매의 활성을 알아보기 위해, 부탄 개질 시험을 수행하였다. 이 경우 반응온도, 압력 및 담지량을 변화시켜가며 수소 전환율을 측정하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
반응온도(oC) | 반응압력(atm) | 담지량(중량%) | 부탄 전환율(%) | 수소 선택도(%) | |
1 | 600 | 1 | 13 | 75 | 56 |
2 | 700 | 1 | 13 | 93 | 70 |
3 | 800 | 1 | 13 | 95 | 72 |
4 | 700 | 1 | 10 | 92 | 65 |
5 | 700 | 1 | 15 | 95 | 71 |
6 | 700 | 1 | 18 | 95 | 73 |
상기 표 1을 참조하면, 반응온도가 증가하면서 부탄 전환율 및 수소 선택도등이 증가하여 촉매 활성의 급격한 향상을 보였다. 또한 담지량을 증가시키는 경우 부탄 전환율 및 수소 선택도가 약간 감소하였으나 유의하는 수준은 아니었다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의해 부탄을 연료로 하는 연료전지 시스템의 개질기의 개질촉매로 메탈폼에 활성금속이 담지된 촉매를 사용함으로써 고온에서 부탄을 수소로 개질하는 반응 활성을 높여 종래 고온 및 고압에서 수행하던 개질반응의 온도 및 압력을 낮추고, 부탄의 수소 전환율을 향상시킬 뿐만 아니라 내구성이 우수하여 열화를 방지시켜 개질기 및 연료전지 시스템의 수명 및 효율을 증가시킨다.
Claims (7)
- 티타늄(Ti), 철(Fe), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 코발트(Co), 바나듐(V), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 망간(Mn), 주석(Sn), 루테늄(Ru), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 은(Au), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh), 아연(Zn) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 활성금속이 메탈폼에 담지된 연료개질용 촉매.
- 제1항에 있어서,상기 메탈폼은 기공율이 50 내지 98%인 것인 연료개질용 촉매.
- 제1항에 있어서,상기 메탈폼은 기공의 크기가 400 내지 1200 ppi인 것인 연료개질용 촉매.
- 제1항에 있어서,상기 메탈폼의 재질은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 이들의 합금 및 스테인레스 스틸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 연료개질용 촉매.
- 제1항에 있어서,상기 연료개질용 촉매는 메탈폼 100 중량부에 대하여 활성금속이 0.5 내지 20 중량부로 담지되는 연료개질용 촉매.
- 수소의 산화반응과 산화제의 환원반응을 통한 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 전기 발생부,화학 촉매 반응을 통해 부탄연료로부터 수소를 발생시키고, 이 수소를 상기 전기 발생부로 공급하기 위해 열원부 및 개질 반응부를 포함하는 개질기,상기 개질기로 부탄연료를 공급하는 연료 공급원, 및상기 개질기 및 전기 발생부로 산화제를 공급하는 산화제 공급원을 포함하고,상기 개질 반응부는 내부에 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 연료개질용 촉매가 존재하는 연료전지 시스템.
- 제6항에 있어서,상기 연료개질용 촉매는 개질 반응부 내부에 코팅 또는 충전된 연료전지 시스템.
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