KR20060098495A - 개질기용 버너와 이를 채용한 개질기 및 연료전지 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개질기용 버너와 이를 채용한 개질기 및 연료전지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양 단부에 연료 및 산화제를 주입 및 배출하기 위한 주입구 및 배출구가 구비된 관 형태의 버너 본체와, 상기 버너 본체 내부에 담체에 대해 촉매 물질의 담지량을 달리한 산화촉매를 충전하고, 상기 주입구 및 배출구와 접하는 버너 본체의 말단 부분에 고농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하고, 버너 본체의 중앙 부분에는 저농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하는 개질기용 버너와 이를 채용한 개질기 및 연료전지 시스템에 관한 것이다.
상기 개질기용 버너는 종래 관 형의 버너 본체에서 발생하는 불균일한 열전달을 해소하여 산화촉매반응의 열 편차율을 줄임으로써 비활성화율을 크게 감소시켜 고효율의 개질기를 구현한다.
개질기, 연료전지 시스템, 산화촉매, 담체, 열 편차율, 비활성화율
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시한 스택의 구조를 나타내 보인 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열원부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 산화촉매의 적층 순서를 보여주는 단면도이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1의 반응기에 메탄올 및 공기를 주입하여 산화촉매반응 후 반응기의 하단에서 상단까지의 온도 변화를 보여주는 그래프이다.
본 발명은 산화반응 시 열 편차율을 줄여 촉매 비활성화율을 크게 감소시켜 고효율의 개질기를 구현하는 개질기용 버너 및 이를 채용한 개질기 및 연료전지 시스템에 관한 것이다.
연료전지는 메탄올, 에탄올 또는 천연가스 등 탄화수소 계열의 유기연료 내에 함유되어 있는 수소를 연료로 하여 일어나는 전기화학 반응에 의하여 화학에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 발전 시스템이다.
연료전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라, 인산형 연료전지, 용융탄산염형 연료전지, 고체 산화물형 연료전지, 고분자 전해질형 또는 알칼리형 연료전지 등으로 분류된다. 이들 각각의 연료전지는 근본적으로 같은 원리에 의해 작동되지만 사용되는 연료의 종류, 운전 온도, 촉매, 및 전해질 등이 서로 다르다.
이들 중 근래에 개발되고 있는 고분자 전해질형 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell : PEMFC, 이하 'PEMFC'라 한다)는 다른 연료전지에 비하여 출력 특성이 탁월하며 작동 온도가 낮고 아울러 빠른 시동 및 응답 특성을 가지며, 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가진다.
이러한 PEMFC는 기본적으로 시스템을 구성하기 위해 스택(stack), 개질기(reformer), 연료 탱크, 및 연료 펌프 등을 구비한다. 스택은 연료전지의 본체를 형성하며, 연료 펌프는 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급한다. 개질기는 연료를 개질하여 수소를 발생시키고 그 수소를 스택으로 공급한다. 따라서 스택에서는 개질기로부터 공급되는 수소와, 별도 공급되는 산소 가스 또는 공기 중에 함유된 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 전기 에너지를 발생시킨다.
상기와 같이 구성되는 연료전지 시스템에 있어 개질기는 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 연료로부터 수소를 발생시키며, 상기한 열 에너지를 발생시 키는 열원부와, 이 열 에너지를 이용한 개질 촉매 반응을 통해 수소를 발생시키는 개질 반응부를 구비한다. 여기서 열원부는 본체 내부의 산화촉매에 의한 연료의 산화 반응을 통해 열 에너지를 발생시키는 구조로 이루어진다.
상기 열원부는 다양한 형태로 제작되나 관형 반응기가 일반적으로 채용되고 있다. 그러나 상기 관형 반응기에서의 산화 반응은 관을 중심으로 비균등한 반응열을 제공하여 산화촉매 반응에 필요한 열을 효과적으로 공급하지 못한다. 그 결과, 산화촉매를 부등 가열하여 촉매의 활성을 저하시킴에 따라 부반응이 초래되어 전체 개질기의 성능 및 반응 효율면에서 불리한 문제점이 발생한다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 연료전지용 개질기 내에서 균일한 산화반응을 일으켜 촉매의 활성을 증가시켜 고효율의 개질기를 구현하는 개질기용 버너, 개질기 및 이를 포함하는 연료전지 시스템을 제공하는 것이다,
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
양 단부에 연료 및 산화제를 주입 및 배출하기 위한 주입구 및 배출구가 구비된 관 형태의 버너 본체와, 상기 버너 본체 내부에 담체에 대해 촉매 물질의 담지량을 달리한 산화촉매를 충전하고,
상기 주입구 및 배출구와 접하는 버너 본체의 말단 부분에 고농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하고, 버너 본체의 중앙 부분에는 저농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하는 개질기용 버너를 제공한다.
또한, 본 발명은,
양 단부에 연료 및 산화제를 주입 및 배출하기 위한 주입구 및 배출구가 구비된 관 형태의 버너 본체와, 상기 버너 본체 내부에 담체에 대해 촉매 물질의 담지량을 달리한 산화촉매가 충전된 열원부; 및 상기 산화촉매에 의한 연료의 산화반응이 수행되는 반응기 본체와, 상기 반응기 본체 내부에 개질 촉매가 충전된 개질 반응부를 구비하고,
상기 열원부의 버너 본체는 주입구 및 배출구와 접하는 버너 본체의 말단 부분에 고농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매가 충전되고, 버너 본체의 중앙 부분에는 저농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매가 충전된 개질기를 제공한다.
또한 본 발명은,
수소와 산소의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 전기 발생부;
열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 연료로부터 수소를 발생시키고, 이 수소를 상기 전기 발생부로 공급하는 개질기;
상기 개질기로 연료를 공급하는 연료 공급원; 및
상기 개질기 및 전기 발생부로 산화제를 공급하는 공기 공급원을 포함하며,
상기 개질기는 양 단부에 연료 및 산화제를 주입 및 배출하기 위한 주입구 및 배출구가 구비된 관 형태의 버너 본체와, 상기 버너 본체 내부에 촉매 물질이 담체에 담지된 산화촉매가 충전된 열원부; 및 상기 산화촉매에 의한 연료의 산화반응이 수행되는 반응기 본체와, 상기 반응기 본체 내부에 개질 촉매가 충전된 개질 반응부를 구비하고,
상기 열원부는 주입구 및 배출구와 접하는 버너 본체의 말단 부분에 고농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하고, 버너 본체의 중앙 부분에는 저농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전되어 있는 연료전지 시스템을 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 개질기용 버너의 산화촉매로 촉매 물질의 담지량을 달리하여 담체에 담지된 것을 충전하여, 관 형의 버너에 있어 균일한 산화촉매반응을 일으켜 촉매의 활성을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
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.
이 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)을 설명하면, 이 연료전지 시스템(100)은 수소를 함유한 연료를 개질하여 수소를 발생시키고, 이 수소와 산화제를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 고분자 전해질형 연료전지(Polymer Electrode Membrane Fuel Cell; PEMFC) 방식을 채용한다.
상기 연료전지 시스템(100)에 있어 전기를 생성하기 위한 실질적인 '연료'라 함은 메탄올, 에탄올, 천연 가스 등과 같은 탄화 수소 또는 알코올 계열의 수소 연료 이 외에 물이 더욱 포함될 수 있다.
상기 연료전지 시스템(100)에 있어 '산화제'는 수소와 반응하는 가스로서, 별도의 저장 수간에 저장된 산소 또는 산소를 포함하는 공기가 가능하다.
본 발명에 따른 연료전지 시스템(100)은, 개질기(30)를 통해 개질된 개질 가스와 공기의 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 산소를 공급하는 공기 공급원(70)을 포함하여 구성된다.
이러한 연료전지 시스템(100)은 기설정된 출력량의 전기 에너지를 소정 로드 예컨대, 노트북, PDA와 같은 휴대용 전자기기 또는 이동통신 단말기기로 출력시킬 수 있게 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 전기 발생부(11)는 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode Assembly; MEA)(12)를 중심에 두고 이의 양면에 세퍼레이터(Separator, 16, 또는 바이폴라 플레이트라고 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.
여기서 상기 막-전극 어셈블리(12)는 수소와 산소의 전기 화학 반응을 일으 키는 소정 면적의 활성 영역을 가지면서 일면에 애노드 전극, 다른 일면에 캐소드 전극을 구비하고, 두 전극 사이에 전해질막을 구비하는 구조로 이루어져 있다.
여기서 상기 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.
이와 같은 스택(10)의 구성은 통상적인 고분자 전해질형 연료전지 또는 직접 메탄올형 연료전지의 스택 구성으로 이루어질 수 있으므로 본 명세서에서 그 자세한 설명한 생략하기로 한다.
본 발명에 적용되는 상기 개질기(30)는 열 에너지에 의한 화학 촉매 반응 예컨대, 수증기 개질, 부분 산화 또는 자열 반응 등의 촉매 반응을 통해 수소를 함유한 연료로부터 수소를 발생시키고, 이 수소를 스택(10)으로 공급하는 구조로 이루어진다. 상기 개질기(30)는 파이프 라인 등을 통하여 스택(10)과 연결 설치될 수 있으며, 이때 개질기(30)의 구조는 도 3 및 도 4를 참조하여 뒤에서 더욱 설명하기로 한다.
위와 같은 개질기(30)로 연료를 공급하는 연료 공급원(50)은 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. 이때 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.
그리고 공기 공급원(70)은 소정 펌핑력으로 공기를 흡입하여 이 공기를 스택(10)의 전기 발생부(11) 및 상기 열원부(35)로 각각 공급하는 공기 펌프(71)를 포함한다. 본 실시예에서 상기 공기 공급원(70)은 도면에서와 같이, 단일의 공기 펌프(71)를 통해 스택(10)과 열원부(35)로 공기를 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, 공기를 상기 전기 발생부(11)로 공급하게 되면, 이 스택(10)에서는 수소와 산소의 전기 화학적인 반응을 통해 기설정된 출력량의 전기 에너지와 물 그리고 열을 발생시킨다.
한편, 본 발명에 의한 상기 연료전지 시스템(100)은 별도 구비된 통상적인 컨트롤유니트(도시하지 않음)에 의하여 시스템의 전반적인 구동 예컨대, 연료 공급원(50) 및 공기 공급원(70) 등의 가동을 실질적으로 제어할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 개질기(30)는 연료 공급원(50)과 공기 공급원(70)으로부터 공급되는 액상의 연료와 공기의 산화촉매 반응을 통해 소정의 열 에너지를 발생시키는 열원부(35)와, 상기 열원부(35)로부터 발생되는 열 에너지를 흡열하여, 연료 공급원(50)으로부터 공급되는 혼합 연료의 개질 촉매 반응 예컨대, 수증기 개 질(Steam Reforming: SR) 촉매 반응을 통해 상기 혼합 연료로부터 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.
이하에서는, 상기 개질기(30) 중 열원부(35)의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관 형태의 열원부(35)의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 단면 구성도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 열원부(35)는 양 단부에 연료 및 산화제를 주입하기 위한 주입구(31a)와, 산화촉매반응에 의해 발생한 열 에너지 및 수소가 배출되는 배출구(31b)가 구비된 관 형태의 버너 본체(31)와, 상기 버너 본체(31) 내부에 충전되는 산화촉매(32)를 구비한다.
상기 산화촉매(32)는 연료를 산화 및 연소시켜 개질 반응부(39)의 개질 반응에 필요한 온도 범위, 200 내지 300 ℃의 열원을 발생시키기 위한 것이다. 이러한 산화촉매(34)는 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 및 티타니아(TiO2)로 이루어진 펠릿(pellet) 또는 허니컴(honeycomb) 형태의 담체에 백금(Pt), 루테늄(Ru), 은(Au), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 아연(Zn) 및 구리-아연 합금(Cu-Zn)으로 이루어진 그룹 중 에서 선택된 1종 이상의 촉매가 담지된 구조로 이루어진다.
상기 산화촉매(32)는 버너 본체(31)의 내부 공간에 충전되며, 특히 본 발명에서는 상기 산화촉매(32)의 충전 시 담체에 담지되는 촉매 물질의 담지량을 달리하여 배치한다. 바람직하기로는, 버너 본체(31)의 중앙 부분에는 저농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하고, 그외 연료 주입구(31a)와 배출구(31b)에 근접하는 영역에서는 상기 중앙 부분보다 상대적으로 고농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 산화촉매(32)는 담체에 0.01 내지 10 중량%의 농도로 촉매 물질이 담지된 제1산화촉매(32a)와, 상기 제1산화촉매(32a)의 담지 100 중량부에 대해 1.0 내지 20 중량부로 촉매 물질이 담지된 제2산화촉매(32b)와, 상기 제1산화촉매(32a)의 담지량 100 중량부에 대해 21 내지 99 중량부로 촉매 물질이 담지된 제3산화촉매(32c)로 구분되며, 이러한 제1산화촉매(32a), 제2산화촉매(32b) 및 제3산화촉매(32c)가 버너 본체(31)의 길이 방향의 수직방향으로 배치된다.
이때 적층 순서는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 제1산화촉매(32a), 제2산화촉매(32b) 및 제3산화촉매(32c)로 이루어진 군에서 2종 이상 선택하고, 각각의 촉매를 배열하여 얻을 수 있는 모든 경우의 수에 해당하는 배열 순서로 수행될 수 있으며, 바람직하기로 적어도 하나 이상의 제1산화촉매(32a) 또는 제2산화촉매(32b)를 포함한다.
도 5는 본 발명에 따른 산화촉매(32)의 적층 순서를 보여주는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 버너 본체(31)의 하단으로부터 제1산화촉매/제3산화촉매/제1산화촉매(32a/32c/32a, 5a), 제2산화촉매/제3산화촉매/제1산화촉매(32b/32c/32a, 5b), 제1산화촉매/제3산화촉매(32a/32c, 5c) 및 제2산화촉매/제3산화촉매(32b/32c, 5d) 순으로 적층이 가능하다. 이때 각층의 적층비율은 활성을 고려하여 1 내지 80%까지 가능하다.
이와 같이 본 발명에 의해 버너 본체(31) 내에 산화촉매(32)를 담지량 별로 적층함에 따라 관 형태의 버너 본체(31)의 산화촉매반응에서 관을 중심으로 균등한 반응열을 제공할 수 있어 산화촉매반응의 열 편차율을 10% 미만으로 줄일 수 있다. 그 결과, 개질 반응에 필요한 열을 효과적으로 공급함에 따라 개질 반응부의 개질 촉매의 활성을 200% 이상 증가시킬 수 있다.
이러한 개질 반응이 수행되는 개질 반응부(39, 도 1 참조)는 반응기 본체와, 이 반응기 본체에 형성되는 개질 촉매를 구비한다.
상기 반응기 본체는 여러 가지 형태로 제작될 수 있으며, 바람직하기로는 상기 버너 본체(31)의 구조와 유사하게 소정의 내부 공간을 갖는 용기 타입으로 형성한다.
상기 개질 촉매는 열원부(35)로부터 발생되는 열원을 흡열하여 상기 연료의 개질 반응을 촉진시키기 위한 것으로서, 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 또는 티타니아(TiO2)로 이루어진 펠릿(pellet) 형태의 담체에 니켈(Ni), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 은(Au), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 아연(Zn) 및 구리-아연 합금(Cu-Zn)으로 이 루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 촉매가 담지된 구조로 이루어진다.
이러한 개질 촉매는 반응기 본체가 반응 기판으로 구성되는 경우 상기한 채널의 내표면에 형성될 수 있으며, 상기 반응기 본체가 용기 타입으로 이루어지는 경우 펠릿(pellet) 또는 허니콤(honey comb) 타입으로 형성되어 반응기 본체의 내부 공간에 충전되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
관 형태의 반응기에 10.0, 5.0 및 0.1 중량%로 Pt가 담지된 Pt/알루미나 촉매를 충전하였으며, 이때 각각의 촉매 함량은 반응기의 길이 방향에 대해 1:1:1의 비율이 되도록 하였다.
<비교예 1>
관 형태의 반응기에 촉매로 10.0 중량%의 Pt가 담지된 Pt/알루미나 촉매를 단독 사용하여 충전하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 1 및 비교예 1의 반응기에 메탄올 및 공기를 주입하여 산화촉매반응을 유도한 후, 반응기 하단에서 상단까지의 온도를 측정하였으며, 얻어진 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 의해 산화촉매를 적층한 경우 반응기의 상단 및 하단의 일부를 제외하고 전체에 걸쳐 거의 동일한 온도를 나타내었다. 이에 비하여 비교예 1의 경우 온도 분포가 중앙 부분에서 피크를 나타내고 그외 영역에서 감소함을 보였다.
이러한 결과는 본 발명에 의해 산화촉매를 적층한 경우 산화촉매반응이 개질기의 열원부 전체에 걸쳐 균일하게 이루어짐을 보여준다.
본 발명에 의해 실험된 산화촉매층은 1,000 시간 운전에도 비활성(deactivation) 현상이 보이지 않으나 기존 방법의 촉매층은 열화 현상에 의해 10시간 운전에 의해 성능이 50% 이상 저하되는 결과를 보였다.
따라서 본 발명에 의해 열원부의 내부에 산화촉매를 촉매 담지량을 달리하여 적층함으로써 관 형태의 열원부를 중심으로 균등한 반응열을 제공할 수 있어 산화촉매반응의 열 편차 비율을 줄여 개질 촉매의 활성을 증가시킴에 따라 고효율의 개질기를 구현할 수 있다.
Claims (11)
- 양단부에 연료 및 산화제를 주입 및 배출하기 위한 주입구, 및 배출구가 구비된 관 형태의 버너 본체와, 상기 버너 본체 내부에 담체에 대해 촉매 물질의 담지량을 달리한 산화촉매를 충전하고,상기 주입구 및 배출구와 접하는 버너 본체의 말단 부분에 고농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하고, 버너 본체의 중앙 부분에는 저농도로 촉매 물질이 담지된 산화촉매를 충전하는 개질기용 버너.
- 제1항에 있어서, 상기 산화촉매는 담체에 0.01 내지 10 중량%의 농도로 촉매 물질이 담지된 제1산화촉매와, 상기 제1산화촉매의 담지량 100 중량부에 대해 1.0 내지 20 중량부로 촉매 물질이 담지된 제2산화촉매와, 상기 제1산화촉매의 담지량 100 중량부에 대해 21 내지 99 중량부로 촉매 물질이 담지된 제3산화촉매로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상인 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.
- 제2항에 있어서, 상기 제1산화촉매, 제2산화촉매 및 제3산화촉매를 담지량 별로 구분하여 버너 본체의 길이 방향의 수직방향으로 배치하는 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.
- 제 2항에 있어서, 상기 산화촉매는 적어도 하나 이상의 제1산화촉매 또는 제 2산화촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.
- 제2항에 있어서, 상기 산화촉매는 제1산화촉매/제2산화촉매/제3산화촉매, 제1산화촉매/제3산화촉매/제1산화촉매, 제2산화촉매/제3산화촉매/제1산화촉매, 제1산화촉매/제3산화촉매 및 제2산화촉매/제3산화촉매 순으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 적층 순서로 적층된 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.
- 제1항에 있어서, 상기 촉매 물질은 백금(Pt), 루테늄(Ru), 은(Au), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 아연(Zn) 및 구리-아연 합금(Cu-Zn)으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.
- 제1항에 있어서, 상기 담체는 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2) 및 티타니아(TiO2)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 개질기용 버너.
- 제1항에 있어서, 상기 산화촉매는 펠릿(pellet) 및 허니콤(honey comb) 형태로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 형태로 이루어지는 개질기용 버너.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 개질기용 버너가 구비된 열원부를 구비하고, 상기 열원부의 산화촉매에 의한 연료의 산화반응이 수행되는 반응기 본체와, 상기 반응기 본체 내부에 개질 촉매가 충전된 개질 반응부가 구비된 개질기.
- 제 9항에 있어서, 상기 개질기는 열원부와 개질반응부가 분리된 분리형 또는 일체형의 구조로 제작되는 개질기.
- 수소와 산소의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 전기 발생부;열 에너지에 의한 화학 촉매 반응을 통해 연료로부터 수소를 발생시키고, 이 수소를 상기 전기 발생부로 공급하는 개질기;상기 개질기로 연료를 공급하는 연료 공급원; 및상기 개질기 및 전기 발생부로 산화제를 공급하는 공기 공급원을 포함하며,상기 개질기는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 개질기용 버너가 구비된 열원부와, 상기 열원부의 산화촉매에 의한 연료의 산화반응이 수행되는 반응기 본체와, 상기 반응기 본체 내부에 개질 촉매가 충전된 개질 반응부를 구비하는 연료전지 시스템.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050017613A KR20060098495A (ko) | 2005-03-03 | 2005-03-03 | 개질기용 버너와 이를 채용한 개질기 및 연료전지 시스템 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20060098495A true KR20060098495A (ko) | 2006-09-19 |
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| KR (1) | KR20060098495A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8439992B2 (en) | 2009-02-05 | 2013-05-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Auto ignition type autothermal reformer and fuel cell system having the same |
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2005
- 2005-03-03 KR KR1020050017613A patent/KR20060098495A/ko not_active Application Discontinuation
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