KR100667953B1 - 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 - Google Patents

개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100667953B1
KR100667953B1 KR1020050069610A KR20050069610A KR100667953B1 KR 100667953 B1 KR100667953 B1 KR 100667953B1 KR 1020050069610 A KR1020050069610 A KR 1020050069610A KR 20050069610 A KR20050069610 A KR 20050069610A KR 100667953 B1 KR100667953 B1 KR 100667953B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conduit
fuel
heat
carbon monoxide
reformer
Prior art date
Application number
KR1020050069610A
Other languages
English (en)
Inventor
공상준
김주용
이동윤
이찬호
이성철
서동명
하명주
이동욱
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020050069610A priority Critical patent/KR100667953B1/ko
Priority to US11/490,754 priority patent/US7682587B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100667953B1 publication Critical patent/KR100667953B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067—Heating or cooling the reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
    • C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
    • C01B3/26—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/384—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • C01B3/58—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids including a catalytic reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00309—Controlling the temperature by indirect heat exchange with two or more reactions in heat exchange with each other, such as an endothermic reaction in heat exchange with an exothermic reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00477—Controlling the temperature by thermal insulation means
    • B01J2208/00495—Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00504—Controlling the temperature by means of a burner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/02—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
    • B01J2208/023—Details
    • B01J2208/024—Particulate material
    • B01J2208/025—Two or more types of catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0435—Catalytic purification
    • C01B2203/044—Selective oxidation of carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/047—Composition of the impurity the impurity being carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0816—Heating by flames
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1052—Nickel or cobalt catalysts
    • C01B2203/1058—Nickel catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1064—Platinum group metal catalysts
    • C01B2203/107—Platinum catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1076—Copper or zinc-based catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1082—Composition of support materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 개질기는, 제1 도관, 및 상기 제1 도관의 내부 공간에 동축 방향으로 배치되는 제2 도관으로서 구성되는 본체와, 상기 제2 도관의 내부에서 소정 연료를 연소시켜 기설정된 온도 범위의 열을 발생시키는 열원부와, 상기 제1 도관과 상기 제2 도관 사이의 제1 영역에 형성되어 상기 열을 이용한 상기 연료의 수증기 개질 반응에 의해 상기 연료로부터 수소를 함유한 개질 가스를 발생시키는 개질 반응부와, 상기 제1 도관과 상기 제2 도관 사이의 제2 영역에 형성되어 상기 개질 가스에 함유된 일산화탄소의 수성 가스 전환 반응에 의해 상기 일산화탄소의 농도를 저감시키는 일산화탄소 저감부와, 상기 본체에 마련되어 상기 열원부로부터 발생하는 열을 상기 개질 반응부 및 상기 일산화탄소 저감부에 대하여 서로 다른 온도 범위로서 제공하기 위한 열처리유닛을 포함한다.
도관, 본체, 열원부, 개질반응부, 일산화탄소저감부, 열처리유닛

Description

개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 {REFORMER AND FUEL CELL SYSTEM WITH THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 개질기를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 개질기를 도시한 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 개질기를 도시한 단면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 개질기를 도시한 단면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 개질기를 도시한 단면 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 개질기를 도시한 단면 구성도이다.
본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 개질기의 열 전달 구조를 개선한 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 연료 전지(Fuel Cell)는 탄화 수소 계열의 연료에 함유되 어 있는 수소, 및 산소의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 발생시키는 발전 시스템으로서 구성된다.
이러한 연료 전지는 크게, 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)와, 직접 산화형 연료 전지(Direct Oxydation Membrane Fuel Cell)로 구분될 수 있다.
이 중에서 고분자 전해질형 연료 전지는 다른 연료 전지에 비하여 출력 특성이 탁월하며, 작동 온도가 낮고, 빠른 시동 및 응답 특성으로 인해 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공 건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가진다.
이러한 고분자 전해질형 연료 전지 방식을 채용한 연료 전지 시스템은 스택(stack)이라 불리는 연료 전지 본체(이하, 편의상 "스택" 이라 한다)와, 연료를 개질하여 수소를 발생시키고 이 수소를 스택으로 공급하는 개질기와, 산소를 스택으로 공급하기 위한 공기펌프 또는 팬을 구비한다. 따라서 스택에서는 개질기로부터 공급되는 수소와, 공기펌프 또는 팬의 가동에 의해 공급되는 산소의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시킨다.
이와 같은 종래의 연료 전지 시스템에 있어, 개질기는 촉매를 이용한 발열 및 흡열 반응 특성을 이용하는 바, 열 에너지를 발생시키는 열원부와, 이 열 에너지에 의한 개질 반응을 통해 연료로부터 수소를 발생시키는 개질 반응부와, 수소에 함유된 일산화탄소의 농도를 저감시키는 일산화탄소 저감부를 포함하여 구성된다.
그런데, 종래 기술에 의한 개질기는 이와 같은 열원부, 개질 반응부 및 일산 화탄소 저감부가 분산 배치되어 이 열원부로부터 발생되는 열 에너지를 개질 반응부 및/또는 일산화탄소 저감부에 전달하는 구조로서 이루어진다. 따라서 종래의 개질기는 열원부, 개질 반응부 및 일산화탄소 저감부가 서로 분산 배치됨에 따라, 개질 반응부 및/또는 일산화탄소 저감부에 대한 열원부의 열교환이 직접적으로 이루어지지 않아 열 전달면에서 불리한 문제점이 있다.
또한, 종래의 개질기는 열원부, 개질 반응부 및 일산화탄소 저감부가 서로 분산 배치됨에 따라, 전체 시스템의 크기를 컴팩트하게 구현하지 못하게 되는 문제점이 있다.
이에 더하여, 종래 기술에 의한 개질기는 개질 반응부 및 일산화탄소 저감부에 대해 이들 각각의 고유한 운전 온도에 상응하는 온도 범위의 열 에너지를 제공하여야만 최적의 운전 효율을 보장 받을 수 있게 되는 바, 열원부로부터 이들 개질 반응부 및 일산화탄소 저감부로 전달되는 열 에너지를 컨트롤 하기가 쉽지 않아 전체 개질기의 운전 효율을 극대화시키기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안한 것으로, 그 목적은 간단한 구조로서 개질기 전체의 반응 효율 및 열 효율을 향상시킴은 물론, 개질기의 운전 전반에 필요한 열 에너지를 용이하게 제어하여 개질기 전체의 운전 효율을 극대화시킬 수 있는 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 개질기는, 제 1 도관, 및 상기 제1 도관의 내부 공간에 동축 방향으로 배치되는 제2 도관으로서 구성되는 본체와, 상기 제2 도관의 내부에서 소정 연료를 연소시켜 기설정된 온도 범위의 열을 발생시키는 열원부와, 상기 제1 도관과 상기 제2 도관 사이의 제1 영역에 형성되어 상기 열을 이용한 상기 연료의 수증기 개질 반응에 의해 상기 연료로부터 수소를 함유한 개질 가스를 발생시키는 개질 반응부와, 상기 제1 도관과 상기 제2 도관 사이의 제2 영역에 형성되어 상기 개질 가스에 함유된 일산화탄소의 수성 가스 전환 반응에 의해 상기 일산화탄소의 농도를 저감시키는 일산화탄소 저감부와, 상기 본체에 마련되어 상기 열원부로부터 발생하는 열을 상기 개질 반응부 및 상기 일산화탄소 저감부에 대하여 서로 다른 온도 범위로서 제공하기 위한 열처리유닛을 포함한다.
상기 개질기는 상기 열처리유닛에 의해 상기 개질 반응부가 상기 일산화탄소 저감부 보다 높은 온도 범위를 유지하는 구조로서 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 개질기는 상기 열처리유닛에 의해 상기 개질 반응부가 700~800℃의 온도 범위를 유지하고, 상기 일산화탄소 저감부가 200~500℃의 온도 범위를 유지하는 구조로서 이루어질 수 있다.
상기 개질기는 상기 제1 도관과 상기 제2 도관 사이에 설치되어 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 각각 구획하는 메쉬 형태의 배리어부재를 포함할 수 있다.
상기 개질기에 있어서, 상기 열처리유닛은 상기 개질 반응부에 상응하는 상기 제1 도관의 외주면을 감싸도록 설치되어 상기 열원부로부터 상기 개질 반응부에 제공된 열을 단열시키는 단열부재를 포함할 수 있다.
상기 개질기에 있어서, 상기 열처리유닛은 상기 개질 반응부에 상응하는 상기 제2 도관의 제1 부분과, 상기 일산화탄소 저감부에 상응하는 상기 제2 도관의 제2 부분을 포함하며, 상기 제1 부분의 관로 단면적이 상기 제2 부분의 관로 단면적 보다 크게 형성되어 구성될 수 있다.
상기 개질기에 있어서, 상기 열처리유닛은 상기 개질 반응부에 상응하는 상기 제2 도관의 제1 부분과, 상기 일산화탄소 저감부에 상응하는 상기 제2 도관의 제2 부분과, 상기 제2 도관의 내부 공간에 설치되어 상기 제1 부분의 내부 공간과 상기 제2 부분의 내부 공간을 각각 구획하는 격벽부재를 포함할 수도 있다.
상기 개질기에 있어서, 상기 열원부는 상기 제2 도관에 연결 설치되어 상기 연료를 공기와 함께 착화 연소시키는 토치부재를 포함할 수 있다.
상기 개질기에 있어서, 상기 열원부는 상기 개질 반응부 측에 위치하는 상기 제2 도관의 일측 단부에 연결 설치되어 상기 연료를 공기와 함께 착화 연소시키는 토치부재와, 상기 토치부재에 형성되어 상기 연료와 공기를 상기 제2 도관의 내부 공간으로 주입시키기 위한 제1 주입구와, 상기 일산화탄소 저감부 측에 위치하는 상기 제2 도관의 다른 일측 단부에 형성되어 상기 연료의 연소 가스를 배출시키기 위한 제1 배출구를 포함할 수 있다.
상기 개질기에 있어서, 상기 열원부는 상기 제2 도관의 내부 공간에 산화 촉매를 충전 형성하여 상기 산화 촉매에 의한 상기 연료와 공기의 산화 반응을 통해 상기 열을 발생시키는 구조로 이루어질 수도 있다.
상기 개질기에 있어서, 상기 열원부는 상기 제2 도관의 내부 공간에 산화 촉 매를 충전 형성하여 상기 산화 촉매에 의한 상기 연료와 공기의 산화 반응을 통해 상기 열을 발생시키는 구조로 이루어지며, 상기 개질 반응부 측에 위치하는 상기 제2 도관의 일측 단부에 형성되어 상기 연료와 공기를 상기 제2 도관의 내부 공간으로 주입시키기 위한 제1 주입구와, 상기 일산화탄소 저감부 측에 위치하는 상기 제2 도관의 다른 일측 단부에 형성되어 상기 연료의 연소 가스를 배출시키기 위한 제1 배출구를 포함할 수 있다.
상기 개질기에 있어서, 상기 열원부는 상기 제1 부분의 내부 공간에 산화 촉매를 충전 형성하여 상기 산화 촉매에 의한 상기 연료와 공기의 산화 반응을 통해 상기 열을 발생시키는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 개질기에 있어서, 상기 개질 반응부는 상기 제1 영역에 개질 촉매를 충전 형성하여 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 개질 반응부는 상기 제1 영역으로 상기 연료와 물을 주입시키기 위한 제2 주입구를 포함할 수 있다.
상기 개질기에 있어서, 상기 일산화탄소 저감부는 상기 제2 영역에 수성 가스 전환 촉매를 충전 형성하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 일산화탄소 저감부는 상기 제2 영역으로부터 상기 개질 가스를 배출시키기 위한 제2 배출구를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 상기 개질기는 상기 연료로서 기체 연료를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템은 이와 같이 구성되는 개질기를 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 연료 전지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
이 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 연료 전지 시스템(100)을 설명하면, 이 연료 전지 시스템(100)은, 연료를 개질하여 수소를 함유한 개질 가스를 발생시키고, 이 개질 가스의 산화 반응 및 산화제 가스의 환원 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 방식으로서 구성된다.
이러한 연료 전지 시스템(100)에 사용되는 연료는 메탄올, 에탄올, LPG, LNG, 가솔린 등과 같이 수소를 함유한 액체 또는 기체 연료를 포함할 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예에서는 LPG 또는 LNG와 같은 기체 연료를 연소시켜 열을 발생시키고, 이 기체 연료를 개질하여 수소를 함유한 개질 가스를 발생시키는 예를 설명한다.
그리고 본 시스템(100)은 산화제 가스로서 별도의 저장수단에 저장된 산소를 사용할 수 있으며, 산소를 함유하고 있는 공기를 그대로 사용할 수도 있다. 그러나 이하에서는 후자를 예로 하여 설명한다.
이와 같은 연료 전지 시스템(100)은 기본적으로, 수소와 산소의 산화 및 환원 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 연료 전지 본체로서의 스택(10)과, 연료 를 개질하여 수소를 함유한 개질 가스를 발생시키고 이 개질 가스를 스택(10)으로 공급하는 개질기(20)와, 개질기(20)로 연료를 공급하기 위한 연료 공급원(50)과, 스택(10)과 개질기(20)로 산소를 공급하기 위한 산소 공급원(70)을 포함하여 구성된다.
스택(10)은 개질기(20)와 산소 공급원(70)에 연결 설치되어 이 개질기(20)로부터 개질 가스를 공급받고, 산소 공급원(70)으로부터 산소를 공급받아 수소, 및 산소의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 셀(cell) 단위의 전기 발생부(11)를 포함한다.
따라서 본 실시예에서는 이와 같은 전기 발생부(11)를 복수로 구비하고, 이들 전기 발생부(11)를 연속적으로 배치함으로써 전기 발생부(11)들의 집합체 구조에 의한 스택(10)을 형성할 수 있다.
여기서, 전기 발생부(11)는 통상적인 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode Assembly: MEA)(12)를 중심에 두고 이의 양면에 세퍼레이터(Separator)(당 업계에서는 "바이폴라 플레이트(bipolar plate)"라고도 한다.)(16)를 밀착되게 배치하여 이루어지는 최소 단위의 연료 전지(fuel cell)로서 구성된다.
이와 같은 스택(10)의 구성은 통상적인 고분자 전해질형 연료 전지의 스택 구성으로 이루어질 수 있으므로 본 명세서에서 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에서, 개질기(20)는 열을 이용한 연료의 촉매 반응 예컨대, 수증기 개질, 부분 산화 또는 자열 반응 등의 촉매 반응, 더욱 바람직하게는 연료와 물의 수증기 개질 반응을 통해 연료로부터 수소를 함유한 개질 가스를 발생시키 는 구조로 이루어진다. 또한, 본 실시예에 의한 개질기(20)는 개질 가스에 함유된 일산화탄소의 수성 가스 전환 반응을 통해 일산화탄소의 농도를 저감시키는 구조로 이루어진다. 이러한 개질기(20)의 예시적인 실시예는 도 2 및 도 3을 참고하여 뒤에서 더욱 설명하기로 한다.
연료 공급원(50)은 수증기 개질 반응에 필요한 연료와 물을 개질기(20)로 공급하기 위한 것으로서, 기설정된 압력으로서 기체 연료를 압축 저장하는 연료 탱크(51)와, 물을 저장하는 물 탱크(53)와, 물 탱크(53)에 저장된 물을 배출시키기 위한 액체 펌프(55)를 포함한다.
그리고 산소 공급원(70)은 소정 펌핑력으로 공기를 흡입하고 이 공기를 스택(10)으로 공급하는 공기 펌프(71)를 구비한다. 여기서 산소 공급원(70)은 위와 같은 공기 펌프(71)를 구비하는 것에 한정되지 않고, 통상적인 구조의 팬(fan)을 구비할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 개질기를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 단면 구성도이다.
도면을 참고하면, 본 실시예에 의한 개질기(20)는 공기와 함께 연료를 연소시켜 기설정된 온도 범위의 열을 발생시키는 열원부(31)와, 이 열을 이용한 연료와 물의 수증기 개질(Steam Reforming) 반응을 통해 연료로부터 수소를 함유한 개질 가스를 발생시키는 개질 반응부(34)와, 이 개질 가스에 함유된 일산화탄소의 수성 가스 전환(Water Gas Shift) 반응에 의해 일산화탄소의 농도를 저감시키는 일산화탄소 저감부(37)를 포함하여 구성된다.
이러한 개질기(20)는 동심원을 갖는 이중 관로 형태의 본체(30)로서 구성되는 바, 이 본체(30)는 제1 도관(21)과, 제1 도관(21)의 내부에 위치하는 제2 도관(22)을 구비한다.
제1 도관(21)은 소정의 관로 단면적을 가지면서 실질적으로 양단이 폐쇄된 원형의 파이프 타입으로 이루어진다. 제2 도관(22)은 제1 도관(21)의 관로 단면적 보다 상대적으로 작은 관로 단면적을 가지면서 실질적으로 양단이 폐쇄된 원형의 파이프 타입으로 이루어진다. 이 때 제2 도관(22)은 이의 외주면과 제1 도관(21)의 내주면이 일정 간격 이격되도록 제1 도관(21)의 내부 중심 방향(동축 방향)으로 배치된다.
이와 같이 구성되는 개질기(20)에 있어, 본 실시예에 의한 열원부(31)는 제2 도관(22)의 일측 단부에 연결 설치되는 토치부재(32)를 구비한다. 이 토치부재(32)는 제2 도관(22)의 내부 공간에서 공기와 함께 연료를 착화 연소시키는 기능을 하게 된다.
이러한 토치부재(32)는 연료와 공기를 점화시키기 위한 통상적인 점화 플러그(도면에 도시하지 않음)를 설치하고 있으며, 연료와 공기를 제2 도관(22)의 내부 공간으로 주입시키기 위한 제1 주입구(32a)를 형성하고 있다. 여기서, 제1 주입구(32a)는 통상적인 파이프 라인을 통해 도 1에 도시한 연료 공급원(50)의 연료 탱크(51), 및 산소 공급원(70)의 공기 펌프(71)와 연결될 수 있다.
이에 더하여, 열원부(31)는 제2 도관(22)의 내부 공간에서 연료와 공기가 연소될 때 발생되는 연소 가스를 배출시키기 위한 제1 배출구(22b)를 제2 도관(22)의 다른 일측 단부에 형성하고 있다.
본 실시예에 의한 개질 반응부(34)는, 제1 도관(21)과 제2 도관(22) 사이의 내부 공간을 제1 영역(A)과 제2 영역(B)으로 구분할 때, 제1 영역(A)에 개질 촉매(35)를 충전 형성하여 이루어진다.
여기서, 제1 영역(A)은 제2 도관(22)의 일측 단부 측에 위치하는 제1 도관(21)과 제2 도관(22) 사이의 영역을 의미하며, 제2 영역(B)은 제2 도관(22)의 다른 일측 단부 측에 위치하는 제1 도관(21)과 제2 도관(22) 사이의 영역을 의미한다. 이러한 제1 영역(A)과 제2 영역(B)은 메쉬 형태의 배리어부재(39)에 의해 각각 구획되는 바, 이 배리어부재(39)는 다수의 구멍(39a)을 가지면서 제2 도관(22)이 중심 부위를 관통하는 링 형태를 취하고 있다. 이 배리어부재(39)는 제1 도관(21)과 제2 도관(22) 사이의 내부 공간을 제1 영역(A)과 제2 영역(B)으로 구획하는 기능 외에, 개질 반응부(34)에서 발생되는 개질 가스를 상기한 다수의 구멍(39a)을 통해 뒤에서 더욱 설명하는 일산화탄소 저감부(37)로 공급하는 기능도 하게 된다.
이러한 개질 반응부(34)에 있어, 개질 촉매(35)는 연료와 물의 수증기 개질 반응을 촉진시켜 연료로부터 수소를 함유한 개질 가스를 발생시키기 위한 것이다. 이 개질 촉매(35)는 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 또는 티타니아(TiO2)로 이루어진 펠릿(pellet) 형태의 담체에 구리(Cu), 니켈(Ni), 백금(Pt)과 같은 촉매 물질을 담지하여 형성될 수 있다.
이에 더하여, 개질 반응부(34)에는 제1 영역(A)으로 연료와 물을 주입시키기 위한 제2 주입구(34a)를 형성하고 있다. 이 제2 주입구(34a)는 제1 도관(21)에 형성되며, 통상적인 파이프 라인을 통해 도 1에 도시한 연료 탱크(51), 및 물 탱크(53)와 연결될 수 있다.
본 실시예에 의한 일산화탄소 저감부(37)는 제1 도관(21)과 제2 도관(22) 사이의 제2 영역(B)에 수성 가스 전환 촉매(38)를 충전 형성하여 이루어진다.
이 수성 가스 전환 촉매(38)는 개질 가스 중에 함유된 일산화탄소의 수성 가스 전환 반응을 촉진시켜 상기 일산화탄소의 농도를 저감시키기 위한 것이다. 이러한 수성 가스 전환 촉매(38)는 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 또는 티타니아(TiO2)로 이루어진 펠릿(pellet) 형태의 담체에 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe), 크롬(Cr)과 같은 촉매 물질을 담지하여 형성될 수 있다.
그리고 일산화탄소 저감부(37)에는 제2 영역(B)으로부터 일산화탄소의 농도가 저감된 개질 가스를 배출시키기 위한 제2 배출구(37a)를 형성하고 있다. 이 제2 배출구(37a)는 제1 도관(21)에 형성되며, 파이프 라인을 통해 통상적인 선택적 산화 반응기(PROX 반응기, 도면에 도시하지 않음) 또는 도 1에 도시한 스택(10)과 연결될 수 있다.
이와 같이 구성되는 개질기(20)에 있어, 개질 반응부(34)는 열원부(31)로부터 열을 제공받아 대략 700~800℃의 고유한 반응 온도로 예열된 상태에서 연료와 물의 수증기 개질 반응을 통해 개질 가스를 발생시키게 되고, 일산화탄소 저감부(37)는 개질 가스, 및 열원부(31)로부터 열을 제공받아 대략 200~500℃의 고유한 반응 온도로 예열된 상태에서 이 개질 가스 중에 함유된 일산화탄소의 수성 가스 전환 반응을 통해 일산화탄소의 농도를 저감시키게 된다.
여기서, 개질 반응부(34) 및 일산화탄소 저감부(37) 각각의 고유한 반응 온도 조건은 이들 각각의 고유한 반응이 원활하게 이루어지도록 하는 일 예에 불과하므로, 언급한 바와 같은 각 반응부의 온도 범위에 한정되지 않고, 연료의 종류, 스택의 운전 성능, 각 반응부의 운전 성능 및 촉매 등에 따라 변할 수 있다.
그런데, 개질 반응부(34) 및 일산화탄소 저감부(37)는 열원부(31)를 중심에 두고 제1 도관(21)과 제2 도관(22) 사이에 연속적으로 형성되어 열원부(31)로부터 발생하는 열을 동시에 제공받게 되고, 개질 반응부(34)에서 발생하는 비교적 고온의 개질 가스가 배리어부재(39)를 통해 일산화탄소 저감부(37)로 공급됨에 따라, 각 반응부의 고유한 온도 조건을 유지하지 못하게 된다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 개질기(20)는 개질 반응부(34) 및 일산화탄소 저감부(37)의 고유한 반응 온도 조건에 상응하는 서로 다른 온도 범위의 열을 개질 반응부(34) 및 일산화탄소 저감부(37)에 제공하기 위한 열처리유닛(40)이 제공된다.
본 실시예에서, 열처리유닛(40)은 개질 반응부(34)에 상응하는 제1 도관(21)의 외주면을 감싸도록 설치되는 단열부재(41)를 구비한다. 이 단열부재(41)는 열원부(31)로부터 개질 반응부(34)에 제공된 열이 개질기(20) 외부로 방출되지 않도록 이 개질 반응부(34)에 상응하는 제1 도관(21)의 일 부분을 단열시키는 기능을 하게 된다.
이러한 단열부재(34)는 개질 반응부(34)에 상응하는 제1 도관(21)의 외주면을 감싸는 시트 또는 막 형태로서 구비되며, 통상적으로 열전도도가 작은 단열 소재 예컨대, 스테인레스 강, 세라믹, 지르코늄 등과 같은 금속 또는 비금속 단열 소재로서 형성될 수 있다.
여기서, 일산화탄소 저감부(37)에 상응하는 제1 도관(21)의 나머지 외주면은은 그대로 외부에 노출되게 되고 있는 바, 일산화탄소 저감부(37)에 제공된 열을 그 노출면을 통해 외부로 방출시키게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 연료 탱크(51)에 압축 저장된 연료를 배출시켜 이 연료를 토치부재(32)의 제1 주입구(32a)로 공급하고, 이와 동시에 공기 펌프(71)를 가동시켜 공기를 제1 주입구(32a)로 공급한다.
이러한 상태에서 점화 플러그(도면에 도시하지 않음)를 작동시키게 되면, 열원부(31)에서는 연료와 공기가 제2 도관(22)의 내부 공간으로 분산되면서 점화 플러그의 작동에 의해 착화되고, 제2 도관(22)의 내부 공간에서 연소되면서 기설정된 온도 범위의 열을 발생시키게 된다.
따라서, 상기한 열은 제2 도관(22)을 통해 개질 반응부(34)의 개질 촉매(35), 및 일산화탄소 저감부(37)의 수성 가스 전환 촉매(38)에 제공된다.
이 과정에서, 개질 반응부(34)에 상응하는 제1 도관(21)의 외주면에 본 실시예에 의한 단열부재(41)가 설치되고 있기 때문에, 개질 반응부(34)의 개질 촉매 (35)에 제공된 열은 단열부재(41)에 의해 단열되어 제1 도관(21)을 통해 외부로 방출되지 못하게 된다. 이로써 개질 반응부(34)는 열원부(31)로부터 열을 제공받아 대략 700~800℃의 고유한 반응 온도로 예열된 상태를 유지하게 된다.
이러한 과정을 거친 후, 연료 탱크(51)에서 배출되는 연료를 개질 반응부(34)의 제2 주입구(34a)를 통해 제1 도관(21)과 제2 도관(22) 사이의 제1 영역(A)으로 공급한다. 이와 동시에, 액체 펌프(55)를 가동시켜 물 탱크(53)에 저장된 물을 개질 반응부(34)의 제2 주입구(34a)를 통해 제1 영역(A)으로 공급한다.
그러면, 개질 반응부(34) 즉, 제1 도관(21)과 제2 도관(22) 사이의 제1 영역(A)에서는 개질 촉매(35)에 의한 연료와 물의 수증기 개질 반응이 진행되어 수소를 함유하고 있는 개질 가스를 발생시킨다. 이 때 개질 반응부(34)에서는 연료의 불완전한 개질 반응에 의해 부(副) 생성물로서 일산화탄소가 함유된 개질 가스를 발생시키게 된다.
이어서, 개질 가스는 배리어부재(39)의 구멍(39a)들을 통해 일산화탄소 저감부(37) 즉, 제1 도관(21)과 제2 도관(22) 사이의 제2 영역(B)으로 공급된다. 이 경우, 일산화탄소 저감부(37)는 열원부(31)로부터 발생되는 열을 제공받고, 개질 반응부(34)의 고유한 반응 온도에 상응하는 대략 700~800℃의 온도 범위를 유지하는 개질 가스를 공급받더라도, 일산화탄소 저감부(37)에 상응하는 제1 도관(21)의 외주면이 외부로 노출되고 있기 때문에, 개질 가스가 제2 영역(B)의 수성 가스 전환 촉매(38)를 거치는 동안 상기한 열이 제1 도관(21)의 외주면을 통해 외부로 방출됨에 따라 일산화탄소 저감부(37)의 고유한 반응 온도에 상응하는 대략 200~500℃의 온도 범위로 예열된 상태를 유지하게 된다.
이 상태에서, 일산화탄소 저감부(37)에서는 수성 가스 전환 촉매(38)에 의한, 개질 가스 중에 함유된 일산화탄소의 수성 가스 전환 반응을 통해 추가의 수소를 발생시킴과 동시에 일산화탄소의 농도를 저감시키게 된다.
다음, 일산화탄소의 농도가 저감된 개질 가스를 일산화탄소 저감부(37)의 제2 배출구(37a)를 통해 배출시킨다. 그러면, 개질 가스는 도면에 도시되지 않은 선택적 산화 반응기를 통해 2차적으로 일산화탄소의 농도가 저감된 상태에서 스택(10)의 전기 발생부(11)로 공급된다. 이와 동시에, 공기 펌프(71)의 가동에 의하여 공기를 스택(10)의 전기 발생부(11)로 공급한다.
따라서 스택(10)에서는 전기 발생부(11)에 의한 수소와 산소의 산화 반응, 및 환원 반응을 통해 기설정된 용량의 전기 에너지를 출력시키게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 개질기를 도시한 단면 구성도이다.
도면을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 개질기(120)는 전기 실시예의 구조를 기본으로 하면서, 제2 도관(122)의 내부 공간에 산화 촉매(123)를 충전 형성하여 이루어지는 열원부(131)를 구성할 수 있다.
이 열원부(131)는 산화 촉매(123)에 의한 연료와 공기의 산화 반응을 통해 기설정된 온도 범위의 열을 발생시키는 구조로 이루어진다. 이 열원부(131)는 제2 도관(122)의 일측 단부에 형성되어 연료와 공기를 제2 도관(122)의 내부로 주입시키기 위한 제1 주입구(122a)와, 제2 도관(122)의 다른 일측 단부에 형성되어 산화 촉매(123)에 의해 연료와 공기가 연소될 때 발생하는 연소 가스를 배출시키기 위한 제1 배출구(122b)를 구비한다. 이 때 제1 주입구(122a)는 통상적인 파이프 라인을 통해 도 1에 도시한 연료 공급원(50)의 연료 탱크(51), 및 산소 공급원(70)의 공기 펌프(71)와 연결될 수 있다.
여기서, 산화 촉매(123)는 연료와 공기의 산화 반응을 촉진시키기 위한 것으로서, 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 또는 티타니아(TiO2)로 이루어진 펠릿(pellet) 형태의 담체에 백금(Pt), 루테늄(Ru)과 같은 촉매 물질을 담지하여 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 실시예에 의한 개질기(120)의 작용시, 열원부(131)의 제1 주입구(122a)를 통해 연료와 공기를 제2 도관(122)의 내부로 공급하게 되면, 열원부(131)는 산화 촉매(123)에 의한 연료와 공기의 산화 반응을 통해 기설정된 온도 범위의 열을 발생시키고, 이 열을 개질 반응부(134), 및 일산화탄소 저감부(137)에 제공하게 된다.
본 실시예에서는 산화 촉매(123)에 의해 공기와 함께 연소되는 연료로서 LPG, LNG와 같은 기체 연료를 사용하기 때문에, 산화 촉매(123)가 별도로 제공된 열 에너지에 의해 소정 온도로 예열된 상태를 유지하고 있어야 함은 자명한 사실이다.
본 실시예에 의한 개질기(120)의 나머지 구성 및 작용은 전기 실시예와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 개질기를 도시한 단면 구성도이다.
도면을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 개질기(220)는 열원부(231)의 제2 도관(222)에 대해, 개질 반응부(234) 및 일산화탄소 저감부(237)에 각각 상응하는 부분의 관로 단면적이 서로 다르게 형성되는 열처리유닛(240)을 구성할 수 있다.
본 실시예에서, 열처리유닛(240)은 개질 반응부(234)에 상응하는 제2 도관(222)의 제1 부분(241a)과, 일산화탄소 저감부(237)에 상응하는 제2 도관(222)의 제2 부분(241b)을 구비하고 있다.
여기서, 제1 부분(241a)은 제2 부분(241b) 보다 큰 관로 단면적을 가지는 바, 제1 부분(241a)의 도관 두께가 제2 부분(241b)의 도관 두께 보다 작게 형성되고 있다.
이 경우, 열원부(231)는 전기 제1 실시예에서와 같이 연료를 착화 연소시키는 구조로 이루어지는 바, 개질 반응부(234) 측에 위치하는 제2 도관(222)의 일측 단부에 토치부재(232)가 연결 설치되는 구조로서 이루어진다.
이에 더하여, 제1 도관(221)의 외주면에는 도면에 가상선으로 도시한 단열부(250)를 설치하고 있다. 이 단열부(250)는 열원부(231)로부터 개질 반응부(234) 및 일산화탄소 저감부(237)에 제공된 열이 외부로 방출되지 않게 단열하는 기능을 하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 실시예에 의한 개질기(220)의 작용시, 제2 도관(222)에 대해 제1 부분(241a)의 관로 단면적이 제2 부분(241b)의 관로 단면적 보다 크게 형성됨에 따라, 제2 도관(222)의 내부에서 연료와 공기가 연소되면서 발생되 는 열이 제1 부분(241a)을 통해 비교적 높은 온도 범위로서 개질 반응부(234)에 제공되고, 제2 부분(241b)을 통해 비교적 낮은 온도 범위로서 일산화탄소 저감부(237)에 제공된다.
이로써, 본 실시예에서는 상기한 열처리유닛(240)에 의해 개질 반응부(234) 및 일산화탄소 저감부(237)의 고유한 반응 온도 조건에 상응하는 서로 다른 온도 범위의 열을 개질 반응부(234) 및 일산화탄소 저감부(237)에 각각 제공할 수 있게 된다.
본 실시예에 의한 개질기(220)의 나머지 구성 및 작용은 전기 제1 실시예와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 개질기를 도시한 단면 구성도이다.
도면을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 개질기(320)는 전기 제3 실시예의 구조를 기본으로 하면서, 제1 부분(341a)의 도관 두께가 제2 부분(341b)의 도관 두께 보다 작게 형성되는 제2 도관(322)의 내부 공간에 산화 촉매(323)를 충전 형성하여 이루어지는 열원부(331)를 구성할 수 있다.
이 열원부(331)는 산화 촉매(323)에 의한 연료와 공기의 산화 반응을 통해 열을 발생시키고, 이 열을 개질 반응부(334) 및 일산화탄소 저감부(337)에 제공할 수 있는 구조로 이루어진다.
본 실시예에서는 산화 촉매(323)에 의해 공기와 함께 연소되는 연료로서 LPG, LNG와 같은 기체 연료를 사용하기 때문에, 산화 촉매(323)가 별도로 제공된 열 에너지에 의해 소정 온도로 예열된 상태를 유지하고 있어야 함은 자명한 사실이 다.
본 실시예에 의한 개질기(320)의 나머지 구성 및 작용은 전기 제2,3 실시예와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 개질기를 도시한 단면 구성도이다.
도면을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 개질기(420)는 열원부(431)에서 발생하는 열을 개질 반응부(434)에 전적으로 제공하는 열처리유닛(440)을 구성할 수 있다.
본 실시예에서, 열처리유닛(440)은 개질 반응부(434)에 상응하는 제2 도관(422)의 제1 부분(441a)과, 일산화탄소 저감부(437)에 상응하는 제2 도관(422)의 제2 부분(441b)과, 제2 도관(422)의 관로 내부에 설치되어 제1 부분(441a)의 내부 공간과 제2 부분(441b)의 내부 공간을 각각 독립적으로 구획하는 격벽부재(443)를 구비하고 있다.
여기서, 격벽부재(443)는 제2 도관(422)에 대해 개질 반응부(434)와 일산화탄소 저감부(437)의 경계 지점에 상응하는 관로 내부에 설치되며, 제2 도관(422)의 관로 단면에 대응하는 원반 형태로서 이루어진다. 이 격벽부재(443)는 뒤에서 더욱 설명하는 열원부(431)에 의해 제1 부분(441a)의 내부 공간에서 발생하는 열이 제2 부분(441b)의 내부 공간으로 전달되지 않도록 차단하는 차폐벽으로서의 기능을 하게 된다.
이 경우, 열원부(431)는 전기 제1,3 실시예에서와 같이 연료를 착화 연소시키는 구조로서 이루어지는 바, 개질 반응부(434) 측에 위치하는 제2 도관(422)의 일측 단부에 토치부재(432)가 연결 설치되어 구성될 수 있다. 따라서 열원부(431)는 격벽부재(443)에 의해 제2 부분(441b)의 내부 공간과 상호 독립적으로 구획된 제1 부분(441a)의 내부 공간에서 연료와 공기를 착화 연소시킴에 따라, 이 때 발생하는 열을 제1 부분(441a)에 상응하는 개질 반응부(434)에 전적으로 제공할 수 있게 된다. 이 때 일산화탄소 저감부(437)는 격벽부재(443)에 의해 제2 부분(441b)의 내부 공간이 제1 부분(441a)의 내부 공간과 상호 독립적으로 구획되어 있으므로, 열원부(431)로부터 발생하는 열을 전적으로 제공받지 못하고, 개질 반응부(434)로부터 전달되는 열을 제공받을 수 있게 된다.
이에 더하여, 제1 도관(421)의 외주면에는 도면에 가상선으로 도시한 단열부(450)를 설치하고 있다. 이 단열부(450)는 열원부(431)로부터 개질 반응부(434)에 제공된 열, 및 개질 반응부(434)로부터 일산화탄소 저감부(437)에 제공된 열이 외부로 방출되지 않게 단열하는 기능을 하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 실시예에 의한 개질기(420)의 작용시, 격벽부재(443)에 의해 제1 부분(441a)의 내부 공간과 제2 부분(441b)의 내부 공간이 상호 독립적으로 구획되고, 열원부(431)가 제1 부분(441a)의 내부 공간에서 연료와 공기를 착화 연소시킴에 따라, 이 때 발생하는 열은 제1 부분(441a)을 통해 개질 반응부(434)에 전적으로 제공된다. 따라서 개질 반응부(434)는 비교적 높은 온도 범위의 온도 조건으로서 연료와 물의 수증기 개질 반응에 의해 이 연료로부터 수소를 함유한 개질 가스를 발생시킬 수 있게 된다.
이와 달리, 일산화탄소 저감부(437)는, 격벽부재(443)에 의해 제2 부분 (441b)의 내부 공간이 제1 부분(441a)의 내부 공간과 상호 독립적으로 구획됨에 따라, 열원부(431)로부터 발생하는 열을 제공받지 못하고 개질 반응부(434)로부터 공급되는 개질 가스 자체의 열을 제공받게 된다. 따라서 일산화탄소 저감부(437)는 개질 반응부(434) 보다는 낮은 온도 범위의 온도 조건으로서 개질 가스에 함유된 일산화탄소의 수성 가스 전환 반응에 의해 일산화탄소의 농도를 저감시킬 수 있게 된다.
이로써, 본 실시예에서는 상기한 열처리유닛(440)에 의해 개질 반응부(434) 및 일산화탄소 저감부(437)의 고유한 반응 온도 조건에 상응하는 서로 다른 온도 범위의 열을 개질 반응부(434) 및 일산화탄소 저감부(437)에 각각 제공할 수 있게 된다.
본 실시예에 의한 개질기(420)의 나머지 구성 및 작용은 전기 제1,3 실시예와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 개질기를 도시한 단면 구성도이다.
도면을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 개질기(520)는 전기 제5 실시예의 구조를 기본으로 하면서, 제1 부분(541a)의 내부 공간에 산화 촉매(523)를 충전 형성하여 이루어지는 열원부(531)를 구성할 수 있다.
이 열원부(531)는 산화 촉매(523)에 의한 연료와 공기의 산화 반응을 통해 열을 발생시키고, 이 열을 개질 반응부(534)에 전적으로 제공할 수 있는 구조로 이루어진다.
본 실시예에서는 산화 촉매(523)에 의해 공기와 함께 연소되는 연료로서 LPG, LNG와 같은 기체 연료를 사용하기 때문에, 산화 촉매(523)가 별도로 제공된 열 에너지에 의해 소정 온도로 예열된 상태를 유지하고 있어야 함은 자명한 사실이다.
본 실시예에 의한 개질기(520)의 나머지 구성 및 작용은 전기 제2,4,5 실시예와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 연료의 각종 반응에 필요한 열 에너지를 신속하게 전달할 수 있는 간단한 구조의 개질기를 구비하므로, 시스템의 열 효율 및 운전 성능을 향상시킬 수 있으며, 전체 시스템의 크기를 컴팩트 하게 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 열처리유닛에 의해 개질 반응부 및 일산화탄소 저감부로 이들의 고유한 운전 온도에 상응하는 서로 다른 온도 범위의 열 에너지를 제공할 수 있는 개질기를 구성함에 따라, 전체 개질기의 운전 효율을 극대화시킬 수 있다.

Claims (18)

  1. 제1 도관, 및 상기 제1 도관의 내부 공간에 동축 방향으로 배치되는 제2 도관으로서 구성되는 본체;
    상기 제2 도관의 내부에서 탄화수소 계열의 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 열원부;
    상기 제1 도관과 상기 제2 도관 사이의 제1 영역에 형성되어 상기 열을 이용한 상기 연료의 수증기 개질 반응에 의해 상기 연료로부터 수소를 함유한 개질 가스를 발생시키는 개질 반응부;
    상기 제1 도관과 상기 제2 도관 사이의 제2 영역에 형성되어 상기 개질 가스에 함유된 일산화탄소의 수성 가스 전환 반응에 의해 상기 일산화탄소의 농도를 저감시키는 일산화탄소 저감부; 및
    상기 본체에 마련되어 상기 열원부로부터 발생하는 열을 상기 개질 반응부 및 상기 일산화탄소 저감부에 제공하기 위한 열처리유닛
    을 포함하는 개질기.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 열처리유닛에 의해 상기 개질 반응부가 700~800℃의 온도 범위를 유지하고, 상기 일산화탄소 저감부가 200~500℃의 온도 범위를 유지하는 개질기.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도관과 상기 제2 도관 사이에 설치되어 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 각각 구획하는 메쉬 형태의 배리어부재를 포함하는 개질기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 열처리유닛은,
    상기 개질 반응부에 상응하는 상기 제1 도관의 외주면을 감싸도록 설치되어 상기 열원부로부터 상기 개질 반응부에 제공된 열을 단열시키는 단열부재를 포함하는 개질기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 열처리유닛은,
    상기 개질 반응부에 상응하는 상기 제2 도관의 제1 부분과,
    상기 일산화탄소 저감부에 상응하는 상기 제2 도관의 제2 부분
    을 포함하며,
    상기 제1 부분의 내경이 상기 제2 부분의 내경 보다 크게 형성되는 개질기.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 열처리유닛은,
    상기 개질 반응부에 상응하는 상기 제2 도관의 제1 부분과,
    상기 일산화탄소 저감부에 상응하는 상기 제2 도관의 제2 부분과,
    상기 제2 도관의 내부 공간에 설치되어 상기 제1 부분의 내부 공간과 상기 제2 부분의 내부 공간을 각각 구획하는 격벽부재
    를 포함하는 개질기.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 열원부는 상기 제2 도관에 연결 설치되어 상기 연료를 공기와 함께 착화 연소시키는 토치부재를 포함하는 개질기.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 열원부는,
    상기 개질 반응부 측에 위치하는 상기 제2 도관의 일측 단부에 연결 설치되어 상기 연료를 공기와 함께 착화 연소시키는 토치부재와,
    상기 토치부재에 형성되어 상기 연료와 공기를 상기 제2 도관의 내부 공간으 로 주입시키기 위한 제1 주입구와,
    상기 일산화탄소 저감부 측에 위치하는 상기 제2 도관의 다른 일측 단부에 형성되어 상기 연료의 연소 가스를 배출시키기 위한 제1 배출구
    를 포함하는 개질기.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 열원부는 상기 제2 도관의 내부 공간에 상기 연료와 공기의 산화 반응을 촉진시키는 산화 촉매를 충전 형성하여 상기 산화 반응을 통해 상기 열을 발생시키는 구조로 이루어지는 개질기.
  11. 제5 항 또는 제6 항에 있어서,
    상기 열원부는,
    상기 제2 도관의 내부 공간에 상기 연료와 공기의 산화 반응을 촉진시키는 산화 촉매를 충전 형성하여 상기 산화 반응을 통해 상기 열을 발생시키는 구조로 이루어지며,
    상기 개질 반응부 측에 위치하는 상기 제2 도관의 일측 단부에 형성되어 상기 연료와 공기를 상기 제2 도관의 내부 공간으로 주입시키기 위한 제1 주입구와,
    상기 일산화탄소 저감부 측에 위치하는 상기 제2 도관의 다른 일측 단부에 형성되어 상기 연료의 연소 가스를 배출시키기 위한 제1 배출구
    를 포함하는 개질기.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 열원부는,
    상기 제1 부분의 내부 공간에 상기 연료와 공기의 산화 반응을 촉진시키는 산화 촉매를 충전 형성하여 상기 산화 반응을 통해 상기 열을 발생시키는 구조로 이루어지는 개질기.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 개질 반응부는 상기 제1 영역에 상기 연료의 개질 반응을 촉진시키는 개질 촉매를 충전 형성하여 이루어지는 개질기.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 개질 반응부는 상기 제1 영역으로 상기 연료와 물을 주입시키기 위한 제2 주입구를 포함하는 개질기.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 일산화탄소 저감부는 상기 제2 영역에 상기 개질 가스의 수성 가스 전환 반응을 촉진시키는 수성 가스 전환 촉매를 충전 형성하여 이루어지는 개질기.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 일산화탄소 저감부는 상기 제2 영역으로부터 상기 개질 가스를 배출시키기 위한 제2 배출구를 포함하는 개질기.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 연료로서 탄화수소 계열의 기체 연료를 사용하는 개질기.
  18. 청구항 1의 개질기를 포함하는 연료 전지 시스템.
KR1020050069610A 2005-07-29 2005-07-29 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 KR100667953B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050069610A KR100667953B1 (ko) 2005-07-29 2005-07-29 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템
US11/490,754 US7682587B2 (en) 2005-07-29 2006-07-20 Fuel cell reformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050069610A KR100667953B1 (ko) 2005-07-29 2005-07-29 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100667953B1 true KR100667953B1 (ko) 2007-01-11

Family

ID=37694500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050069610A KR100667953B1 (ko) 2005-07-29 2005-07-29 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7682587B2 (ko)
KR (1) KR100667953B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100971743B1 (ko) * 2007-12-27 2010-07-21 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 연료 전지 시스템용 개질기
WO2009144923A1 (ja) * 2008-05-30 2009-12-03 パナソニック株式会社 燃料処理装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04160002A (ja) * 1990-10-22 1992-06-03 Takuma Sogo Kenkyusho:Kk メタノール改質装置
KR960034070A (ko) * 1995-03-28 1996-10-22 조규향 고순도 수소 제조를 위한 메탄올 개질장치
JP2001155756A (ja) * 1999-11-30 2001-06-08 Tokyo Gas Co Ltd 燃料電池用水蒸気改質反応器
KR20020092373A (ko) * 2000-03-03 2002-12-11 니폰 케미컬 플랜트 컨설턴트 컴퍼니 리미티드 산화에 의한 내부 가열형 개질 방법 및 장치
KR20050116436A (ko) * 2004-06-07 2005-12-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 이에 사용되는 개질기
KR20060000426A (ko) * 2004-06-29 2006-01-06 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0648701A (ja) 1992-07-24 1994-02-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水蒸気改質反応器
JP3921477B2 (ja) 1999-04-20 2007-05-30 東京瓦斯株式会社 単管円筒式改質器およびその運転方法
JP4045564B2 (ja) * 1999-10-20 2008-02-13 株式会社日本ケミカル・プラント・コンサルタント 自己酸化内部加熱型改質装置及び方法
WO2002025762A1 (fr) * 2000-09-20 2002-03-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Dispositif de reformage de combustible destine a des piles a combustible a haut polymere solide
JP2002160002A (ja) 2000-11-27 2002-06-04 Sanyo Special Steel Co Ltd 丸ビレットの熱間連続圧延方法
JP2002208426A (ja) 2001-01-11 2002-07-26 Tokyo Gas Co Ltd 燃料電池用改質装置
US20020132147A1 (en) 2001-03-16 2002-09-19 Yong Gao Chambered reactor for fuel processing
JP2003095610A (ja) 2001-09-20 2003-04-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水素製造方法
JP4161612B2 (ja) 2002-05-15 2008-10-08 株式会社Ｉｈｉ 燃料改質装置の起動方法
KR100570752B1 (ko) 2004-02-26 2006-04-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템
US8017088B2 (en) * 2005-09-27 2011-09-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Fuel reformer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04160002A (ja) * 1990-10-22 1992-06-03 Takuma Sogo Kenkyusho:Kk メタノール改質装置
KR960034070A (ko) * 1995-03-28 1996-10-22 조규향 고순도 수소 제조를 위한 메탄올 개질장치
JP2001155756A (ja) * 1999-11-30 2001-06-08 Tokyo Gas Co Ltd 燃料電池用水蒸気改質反応器
KR20020092373A (ko) * 2000-03-03 2002-12-11 니폰 케미컬 플랜트 컨설턴트 컴퍼니 리미티드 산화에 의한 내부 가열형 개질 방법 및 장치
KR20050116436A (ko) * 2004-06-07 2005-12-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 이에 사용되는 개질기
KR20060000426A (ko) * 2004-06-29 2006-01-06 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20070025892A1 (en) 2007-02-01
US7682587B2 (en) 2010-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006269419A (ja) 固体酸化物形燃料電池および運転方法
JP4750374B2 (ja) 燃料電池構造体の運転方法
KR100823515B1 (ko) 연료 개질 장치 및 그 구동 방법
JP2007091584A (ja) 燃料改質装置
JP4745618B2 (ja) 燃料電池構造体の運転方法
KR101126207B1 (ko) 개질기용 연료 공급장치 및 연료 전지 시스템
KR101265198B1 (ko) 연료 개질장치
JP2016051574A (ja) 燃料電池モジュール
JP2009059658A (ja) 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池
KR100599735B1 (ko) 연료 전지 시스템 및 개질기
KR101179539B1 (ko) 연료전지 시스템용 개질장치
KR100551036B1 (ko) 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템
KR100684771B1 (ko) 연료 개질장치 및 그 구동 방법
KR101155924B1 (ko) 연료 전지 시스템, 개질기 및 버너
JP2005213133A (ja) 改質器および燃料電池システム
WO2007077791A1 (ja) 間接内部改質型固体酸化物形燃料電池
JP2007080761A (ja) 燃料電池およびその起動方法
KR100667953B1 (ko) 개질기 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템
US8178248B2 (en) Carbon monoxide remover and fuel cell system with the same
KR100684737B1 (ko) 연료 개질장치 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템
KR101173858B1 (ko) 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템
JP2004286281A (ja) 触媒燃焼式バーナおよび燃料電池システム
KR101125650B1 (ko) 연료 전지 시스템, 개질기 및 버너
KR101030042B1 (ko) 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템
JP2010238433A (ja) 燃料電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111216

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121221

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee