KR20230107146A - 스팀 사용 및 안전 시스템 - Google Patents

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Abstract

고체 산화물 전해조 전지(SOEC) 시스템은 수소와 조합된 물 또는 스팀을 공급받도록 구성된 전해조 전지들의 스택, 및 물 또는 스팀의 일부를 재순환시키도록 구성된 증기 재순환 배출구를 포함한다.

Description

스팀 사용 및 안전 시스템{STEAM USE AND SAFETY SYSTEMS}
본 발명의 실시 예들은 일반적으로 고체 산화물 전해조(SOEC) 기계 시스템, 스팀 사용 및 이와 관련된 안전 시스템에 관한 것이다.
연료 전지와 같은 전기 화학 장치는 연료에 저장된 에너지를 높은 효율로 전기 에너지로 변환할 수 있다. 고체 산화물 연료 전지(solid oxide fuel cell; SOFC) 시스템과 같은 연료 전지 시스템에서, 산화 흐름이 연료 전지의 캐소드 측을 통과하는 한편, 연료 도관 흐름이 연료 전지의 애노드 측을 통과한다. 산화 흐름은 전형적으로 공기인 한편, 연료 흐름은 탄화수소 연료, 예를 들어 메테인, 천연 가스, 액화 석유 가스(liquefied petroleum gas; LPG)/프로페인, 에탄올, 또는 메탄올일 수 있다. 연료 전지는 캐소드 흐름 스트림으로부터 애노드 흐름 스트림으로의 음으로 하전된 산소 이온의 수송을 가능하게 하고, 이온은 탄화수소 분자 내의 수소 또는 자유 수소와 결합되어 수증기를 형성하고 및/또는 일산화탄소와 결합되어 이산화탄소를 형성한다. 음으로 하전된 이온으로부터의 잉여 전자는, 애노드와 캐소드 사이에서 완성된 전기 회로를 통해 연료 전지의 캐소드 측으로 다시 전달되고, 그에 따라 회로를 통한 전류 흐름을 초래한다. 연료 전지 시스템은, 각각이 전기를 생성할 수 있는 복수의 핫 박스(hot box)들을 포함할 수 있다. 핫 박스는 하나 이상의 연료 스택에 산화 연료를 제공하는 연료 도관 스트림을 포함할 수 있으며, 여기서 연료는 전기 생성 동안 산화된다.
SOFC는, 고체 산화물 전해조 전지(solid oxide electrolyzer cell; SOEC)라 일컬어지는, 수소 및 산소를 생성하기 위한 전해조로서 동작할 수 있다. SOEC들은 핫 박스 내에 위치한다. SOFC 모드에서, 산화물 이온은 캐소드 측(공기)으로부터 애노드 측(연료)으로 수송되며, 그 구동력은 전해질에 걸친 산소 분압의 화학적 구배이다. SOEC 모드에서, 전지의 공기 측에 양의 전위가 가해지고, 산화물 이온은 스팀 측에서 공기 측으로 수송된다. SOFC와 SOEC 간에 캐소드와 애노드가 반대이기 때문에(즉, SOFC 캐소드는 SOEC 애노드이고, SOFC 애노드는 SOEC 캐소드임), SOFC 캐소드(SOEC 애노드)는 공기 전극으로 지칭될 수 있고, SOFC 애노드(SOEC 캐소드)는 스팀 전극으로 지칭될 수 있다.
SOEC 모드 동안, 연료 스트림 중의 물은 환원되어(H2O + 2e → O2- + H2) H2 가스 및 O2- 이온을 형성하고, O2- 이온은 고체 전해질을 통해 수송된 이후 공기 측에서 산화되어(O2- → O2)분자 산소를 생성한다. 공기 및 습식 연료(수소, 개질된 천연 가스)를 이용하여 동작하는 SOFC용 개방 회로 전압은 0.9 내지 1V 정도(수분 함량에 따라 다름)이므로, SOEC 모드에서 공기 측 전극에 가해지는 양의 전압은 전지 전압을 1.1 내지 1.45V의 일반적인 동작 전압까지 상승시킨다.
따라서, 본 발명은 관련 기술의 한계 및 단점으로 인한 하나 이상의 문제점을 실질적으로 제거하는 다양한 스팀 사용 및 안전 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예들은 수소 누출 또는 기타의 고장으로 인한 피해 및 위험을 방지하기 위해 필요한 안전 시스템으로 SOEC를 작동시킨다. SOEC를 작동시키기 위해, 필요한 물, 공기 및 시동 연료를 제공하는 데 필요한 기계 시스템들 및 구성 요소들이 있다. 또한, 시스템을 보호하기 위해, 그리고 더욱 중요하게는 주변 환경 및 주변 사람들에 대한 화재 및 기타 손상으로부터 보호하기 위해 안전 시스템이 포함된다. 기타의 SOEC 시스템에는 위험한 위치 장치 또는 연료 구성 요소의 이중 봉쇄가 포함될 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들은 이하의 설명에 기재될 것이고, 부분적으로는 이하의 설명으로부터 명백해지거나, 본 발명의 실시에 의해 학습될 수 있다. 본 발명의 목적들 및 기타의 이점들은 첨부된 도면들뿐만 아니라 본 명세서의 기재된 설명 및 청구범위에서 특히 지적된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 모두 예시적이고 설명적인 것이며, 청구된 본 발명에 대한 추가 설명을 제공하기 위한 것임을 이해하여야 한다.
본 발명의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되고 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시 예들을 도시하고 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 SOEC 시스템의 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시 예에 따른 SOEC 시스템의 공정 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시 예에 따른 SOEC 시스템의 공정 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시 예에 따른 SOEC 시스템의 공정 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시 예에 따른 SOEC 시스템의 공정 흐름도이다.
첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예들이 상세히 설명될 것이다. 가능한 한, 동일한 또는 유사한 부분들을 지칭하기 위해서, 도면 전체를 통해서 동일한 참조 번호가 이용될 것이다. 특정 예들 및 구현들에 대한 언급은 예시를 위한 것이고, 본 발명의 실시 예들 또는 청구범위의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
본 명세서에서 범위(range)는 “약(about)” 하나의 특정 값 및/또는 “약” 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현되는 경우, 예들은 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 마찬가지로, 값들이 근사치로 표현되는 경우, 선행사 “약” 또는 “실질적으로”의 사용에 의해 특정 값이 다른 양상을 형성한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일부 실시 예들에서, “약 X”의 값은 +/- 1% X의 값들 또는 +/- 5% X의 값들을 포함할 수 있다. 범위들 각각의 종점은 다른 종점과 관련하여 그리고 다른 종점과는 독립적으로 중요하다는 것이 더 이해될 것이다. 값들 및 범위들은 예들을 제공하지만, 본 발명의 실시 예들은 이에 제한되지 않는다.
본 개시 내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변형이 본 개시 내용에 이루어질 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다. 본 개시 내용의 사상 및 실체를 포함하는 개시된 실시 예들의 변형 조합들, 서브-조합들 및 변형들이 당업자들에게 이루어질 수 있기 때문에, 본 개시 내용은 첨부된 청구범위 및 이들의 등가물들의 범위 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 실시 예들의 다양한 실시 예들에서, 스팀은 SOEC 시스템에서 재순환된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 SOEC 시스템(100)이다.
도 1에 도시된 바와 같이, SOEC 시스템(100)은 공기 도관(air conduit; 105), 공기 송풍기(air blower; 106), 스팀 도관(steam conduit; 110), 재순환 스팀 유입구(recycle steam inlet; 111), 재순환 스팀 배출구(recycle steam outlet; 121), 핫 박스(hotbox; 150), 선택적 수소 도관(optional hydrogen conduit; 130), 농축 공기 도관(enriched air conduit; 125), 스팀 및 수소 생성물 배출구(steam and hydrogen product outlet; 120), 분배기(splitter; 160) 및 스팀 재순환 송풍기(steam recycle blower; 170)를 포함한다.
예시적인 구성 및 동작에 따르면, 스팀 도관(110)(예를 들어, 다양한 압력에서 현장 또는 설비 스팀을 공급함)에서의 스팀 입력은 약 100℃ 내지 110℃ 사이의 온도(예를 들어, 105℃) 및 약 1 psig의 압력을 가질 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 스팀은 외부 공급원으로부터 SOEC 시스템(100)으로 입력될 수 있거나 또는 현지(locally) 생성될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 복수의 스팀 유입구들은 각각 외부 및 현지(local) 스팀을 공급받도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 물이 SOEC 시스템(100)에 입력되고 기화될 수 있다.
공기 도관(105)에서의 공기 입력(예를 들어, 주변 공기)은 국부(local) 대기압에서 주변 온도, 아마도 약 - 20℃ 내지 + 45℃ 사이일 수 있다. 공기 도관(105)으로부터의 공기는 공기 송풍기(106)에서 수용되고, 공기 송풍기(106)에 의해 출력되는 공기는 압축열로 인해 주위보다 약간 더 높은 온도가 될 것이다. 예를 들어, 공기 송풍기(106)에 의해 출력되는 공기의 온도는 20℃의 주변 공기 온도에 비해 1.0 psig에서 약 30℃일 수 있다.
선택적 수소 도관(130)으로부터의 수소는 SOEC 시스템(100)에 의해 수소가 달리 생산되고 있지 않은 경우에 시동(startup) 및 과도 상태(transients)에만 필요할 수 있다. 예를 들어, 정상 상태(steady state)에서 별도의 수소 공급 스트림 또는 수소 재순환 스팀이 더 이상 필요하지 않다. 이러한 수소 스트림에 대한 압력은 현장 건설 시 결정되는 설계 옵션이며, 약 5 psig 내지 3000 psig 사이일 수 있다. 저장소에서 나올 가능성이 높기 때문에 온도는 주변 온도에 가까울 가능성이 높다.
공기 도관(105)에서의 공기 입력, 스팀 도관(110)에서의 스팀 입력, 및 선택적 수소 도관(130)에서의 수소 입력은 핫 박스(150)에 입력된다. 핫 박스(150)는 핫 박스(150)의 스팀 및 수소 생성물 배출구(120)에서 스팀 및 수소 생성물(H2-H2O-G)을 출력하며, 여기서 G는 그로스(Gross)를 의미한다. 핫 박스 출력(H2-H2O-G)은 약 100℃ 내지 180℃ 사이의 온도(예를 들어, 130℃), 약 0.1 내지 0.5 psig 사이의 압력을 가질 수 있다.
또한, 핫 박스 출력(H2-H2O-G)은 분배기(160)에 입력되고, 스팀 재순환 스트림(RECH2OLP)(여기서, LP는 저압을 의미함) 및 순 생성물(net product)(H2-H2O-N)(여기서, N은 순(Net)(예를 들어, 상업적 사용 또는 저장을 위한 출력)을 의미함)로 분할된다. 여기서, 순 생성물(H2-H2O-N)은 약 100℃ 내지 180℃ 사이의 온도(예를 들어, 130℃), 약 0.1 psig 내지 0.5 psig의 압력을 가질 수 있다. 스팀 재순환 스트림(RECH2OLP)은 약 100℃ 내지 180℃ 사이의 온도(예를 들어, 130℃), 약 0.1 psig 내지 0.5 psig의 압력을 가질 수 있다. 핫 박스(150)는, 본질적으로 국부적인 대기압(예를 들어, 0.5 psig 미만 또는 0.05 psig 미만)에서, 약 120℃ 내지 300℃ 사이의 온도를 가질 수 있는 농축 공기 도관(125)에서 농축 공기를 추가로 출력할 수 있다.
스팀 재순환 스트림(RECH2OLP)은 스팀 재순환 송풍기(170)에 입력된다. 생성된 재순환 스팀(REC-STM)은 약 100℃ 내지 180℃ 사이의 온도(예를 들어, 140℃), 약 0.5 내지 1.5 psig 사이의 압력(예를 들어, 약 1 psig)을 가질 수 있고, 재순환 스팀 유입구(111)에서 핫 박스(150)로 입력된다. 핫 박스(150)의 공기 배출 열(예를 들어, ~280℃)을 포획하는 스팀 재순환 배출구(121)에 의해 재순환 스팀 유입구(111)에 추가의 스팀 또는 열이 공급된다. 일부 실시 예들에서, 재순환된 스팀에 재순환된 수소 공급물이 포함되지 않을 수 있다.
도 1로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 스팀 도관(110)에서의 유입 스팀 온도(예를 들어, 105℃)는 내부 스팀 생성을 갖는 SOEC 구성에 비해 낮다. 복수의 재순환 루프들은 재순환 스팀 배출구(121)로부터의 내부 스팀 생성 및 스팀 도관(110)으로부터의 외부 스팀 생성 모두를 사용하는 SOEC 시스템으로 구성될 수 있다. 즉, 재순환 스팀 유입구(111)는 스팀 도관(110) 및/또는 재순환 스팀 배출구(121)로부터 스팀을 공급받도록 구성된다. 여기서, 실시 예들은, 전형적으로 포화되고 약 105℃의 온도에 있는, 스팀 도관(110)으로부터의 설비 공급된 스팀을, 내부 스팀 생성 코일들, 하나 이상의 기화기 및/또는 기타의 가열 요소들을 통해 임의로 선택적으로 라우팅하고, 열이 선택적인 팬 또는 농축 공기 송풍기(126)를 통해 농축 공기 도관(125)에서 방출되기 이전에 스팀 공급을 추가로 가열(즉, 과열)하기 위해 공기 배출 열(예를 들어, ~280℃)을 이용한다.
따라서, 일부 실시 예들에서, 재순환 스팀 배출구(121)에서 스팀을 예열하기 위해 대략 2 내지 3kW의 에너지가 이용 가능하다. 결과적으로, 핫 박스로 들어가는 스팀 온도는 140℃ 내지 160℃ 사이로 증가된다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시 예에 따른 SOEC 시스템(200)의 공정 흐름도이다. SOEC 시스템(200)의 구성 요소들은 도 1과 관련하여 설명된 바와 같은 SOEC 시스템(100)의 구성 요소들과 유사하며, 시스템들(200 및 100) 간의 차이점들이 설명될 것이다.
예시적인 실시 예에서, SOEC 시스템(200)은 입력 스팀 도관(110) 및 재순환 스팀 배출구(121)의 사용을 필요로 하지 않는다. 대신, SOEC 시스템(200)은 가열된 탈이온수 도관(205)뿐만 아니라 외부 스팀(210)을 이용한다. 탈이온수 도관(205)의 탈이온수(deionized water)는 히터(206)에 의해 가열될 수 있다. 수소는 입력 수소 도관(225)에 의해 공급된다. 외부 스팀(210), 입력 수소 도관(225) 및 가열된 탈이온수 도관(205) 각각은 도 2에 도시된 바와 같이 스팀 재순환 송풍기(170) 하류의 재순환 루프 상에 공급된다. 생성된 수소 및 스팀 생성물은 재순환 스팀 유입구(111)에 투입된다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시 예에 따른 SOEC 시스템(300)의 공정 흐름도이다. SOEC 시스템(300)의 구성 요소들은 도 1과 관련하여 설명된 바와 같은 SOEC 시스템(100)의 구성 요소들과 유사하며, 시스템들(300 및 100) 간의 차이점들이 설명될 것이다.
예시적인 실시 예에서, SOEC 시스템(300)은 분배기(160) 및 스팀 재순환 송풍기(170) 및 이들의 하류를 이용하지 않음으로써 재순환 루프뿐만 아니라 입력 스팀 도관(110)의 사용을 필요로 하지 않는다. 대신, SOEC 시스템(300)은 물 유입구(310)에 공급되는 탈이온수 도관(305)의 탈이온수를 가열하여 내부 스팀을 생성한다. 재순환 스팀 배출구(121)에 의한 스팀 출력은 기화기(320)에 의해 더 가열되고, 입력 수소 도관(325)의 수소와 혼합된다. 생성된 수소 및 스팀 생성물은 도 3에 도시된 바와 같이 재순환 스팀 유입구(111)에 투입된다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시 예에 따른 SOEC 시스템(400)의 공정 흐름도이다. SOEC 시스템(400)의 구성 요소들은 도 1과 관련하여 설명된 바와 같은 SOEC 시스템(100)의 구성 요소들과 유사하며, 시스템들(400 및 100) 간의 차이점들이 설명될 것이다.
예시적인 실시 예에서, SOEC 시스템(400)은 분배기(160) 및 스팀 재순환 송풍기(170), 및 이들의 하류를 이용하지 않음으로써 재순환 루프뿐만 아니라 입력 스팀 도관(110)의 사용을 필요로 하지 않는다. 대신, SOEC 시스템(400)은 물 유입구(410)에 공급되는 탈이온수 도관(405)의 탈이온수를 가열함으로써 내부 스팀을 생성한다. 재순환 스팀 배출구(121)에 의한 스팀 출력은 기화기(420)에 의해 더 가열되고, 입력 수소 도관(425)의 수소와 혼합된다. 일부 구성들에서, 데미스터(demister)(미도시)가 기화기(420)의 출력에 포함된다. 일부 구성들에서, 잉여 스팀은 농축 공기 도관(125)으로 배출될 수 있다. 생성된 수소 및 스팀 생성물은 도 4에 도시된 바와 같이 재순환 스팀 유입구(111)에 투입된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시 예에 따른 SOEC 시스템(500)의 공정 흐름도이다. SOEC 시스템(500)의 구성 요소들은 도 1과 관련하여 설명된 바와 같은 SOEC 시스템(100)의 구성 요소들과 유사하며, 시스템들(500 및 100) 간의 차이점들이 설명될 것이다.
예시적인 실시 예에서, SOEC 시스템(500)은 분배기(160) 및 스팀 재순환 송풍기(170), 및 이들의 하류를 이용하지 않음으로써 재순환 루프뿐만 아니라 입력 스팀 도관(110)의 사용을 필요로 하지 않는다. 대신, SOEC 시스템(500)은 물 유입구(510)에 공급되는 탈이온수 도관(505)의 탈이온수를 가열함으로써 내부 스팀을 생성한다. 재순환 스팀 배출구(121)에 의한 스팀 출력은 물 모니터 시스템(520)(예를 들어, 레벨 변환기 플로트 유형)에 의해 조절된다. 물 모니터링 시스템(520)에 의해 방출되고 선택적으로 가열되고 수분 제거된(demisted) 스팀은 입력 수소 도관(525)의 수소와 혼합된다. 생성된 수소 및 스팀 생성물은 도 5에 도시된 바와 같이 재순환 스팀 유입구(111)에 투입된다.
본 명세서에 기술된 다양한 실시 예들 각각에서, 하나 이상의 검출기가 안전 이벤트(safety event)를 검출하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 압력 검출기 및 하나 이상의 열 검출기가 이용될 수 있다. 하나 이상의 압력 검출기는 입력 수소 도관들(예를 들어, 225, 325, 425, 525)을 따라 배치되어 저압(예를 들어, 5 PSI 미만) 및 과압(예를 들어, 5 PSI 초과)을 검출할 수 있다. 압력 검출기가 트립되면(tripped), 시스템(즉, 핫 박스(150))은 정지(shutdown)된다. 추가적으로, 하나 이상의 열 검출기가 핫 박스의 캐비닛(cabinet) 내에 배치되어 과열(예를 들어, 230℃ 초과)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 캐비닛 환기는 농축 공기 송풍기(126)에 의해 제공되고 유지된다. 열 검출기가 트립되면, 시스템(즉, 핫 박스(150))은 정지된다.
SOEC 시스템(예를 들어, 100, 200, 300, 400, 500)은 SOEC 시스템이 정상 상태에서 동작하는 경우 또는 안전 이벤트의 검출 시에 수소를 공급받는 것을 중단한다. 추가적으로, 핫 박스(150) 내의 전해조 전지들의 스택은 SOEC 시스템이 시동 중인 경우, 정지 중인 경우 또는 SOEC 시스템이 수소를 생산하고 있지 않거나 충분한 수소를 생산하고 있지 않은 경우 수소를 공급받도록 구성될 수 있다.
따라서, 다양한 실시 예들은 SOEC 기계 시스템들 및 이와 관련된 안전 시스템들을 제공한다. SOEC를 작동시키기 위해서는 물, 공기 및 시동 연료를 제공하는 데 필요한 기계 시스템들 및 구성 요소들이 있다. 안전 시스템들은 또한 주변 환경 및 주변 사람들에 대한 화재 및 기타 손상으로부터 시스템을 보호한다. 필요한 안전 시스템들로 SOEC를 작동하면 수소 누출 및/또는 기타의 고장으로 인한 피해 및 위험을 방지할 수 있다. 기타의 SOEC 시스템들에는 위험한 위치 장치 또는 연료 구성 요소의 이중 봉쇄가 포함될 수 있다.
본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 스팀 사용 및 안전 시스템들에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 이의 등가물들의 범주에 속하는 본 발명의 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (14)

  1. 고체 산화물 전해조 전지(solid oxide electrolyzer cell; SOEC) 시스템으로서,
    수소와 조합된 스팀 또는 물을 공급받도록 구성된 전해조 전지들의 스택; 및
    상기 스팀 또는 물의 일부를 재순환시키도록 구성된 스팀 재순환 배출구;
    를 포함하는, SOEC 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    수소 및 스팀 배출 스트림이 상기 스택으로 재순환되는,
    SOEC 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    수소 및 스팀 배출물의 일부를 스팀 재순환 송풍기에 공급하는 분배기;
    를 더 포함하는, SOEC 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    수소 및 스팀 배출물의 재순환된 부분은, 스팀을 포함하고 수소를 포함하지 않는,
    SOEC 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해조 전지들의 스택은 상기 SOEC 시스템이 정상 상태에서 동작하는 경우 수소를 공급받는 것을 중단하도록 구성되는,
    SOEC 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해조 전지들의 스택은 상기 SOEC 시스템이 시동 중인 경우, 정지 중인 경우 또는 상기 SOEC 시스템이 수소를 생산하고 있지 않은 경우, 수소를 공급받도록 구성되는,
    SOEC 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해조 전지들의 스택은 상기 SOEC 시스템이 안전 이벤트를 검출하는 경우 수소를 공급받는 것을 중단하도록 구성되는,
    SOEC 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 안전 이벤트는 압력 검출기 또는 열 검출기에 의해 검출되는,
    SOEC 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    스팀, 수소 및 가열된 탈이온수의 조합이 재순환 스팀 유입구에 공급되는,
    SOEC 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 재순환 스팀 배출구에 의한 스팀 출력은 수소와 혼합되고, 스팀과 수소의 조합은 재순환 스팀 유입구에 공급되는,
    SOEC 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 재순환 스팀 배출구에 의한 스팀 출력은 기화되고, 수소와 혼합되며, 재순환 스팀 유입구에 공급되는,
    SOEC 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 재순환 스팀 배출구에 의한 스팀 출력은 물 관리 시스템에 의해 조절되고, 수소와 혼합되며, 재순환 스팀 유입구에 공급되는,
    SOEC 시스템.
  13. 고체 산화물 전해조 전지(solid oxide electrolyzer cell; SOEC) 시스템의 동작 방법으로서,
    전해조 전지들의 스택에서, 수소와 조합된 스팀 또는 물을 공급받는 단계; 및
    스팀 재순환 배출구에서, 스팀 또는 물의 일부를 재순환시키는 단계;
    를 포함하는, SOEC 시스템의 동작 방법.
  14. 고체 산화물 전해조(solid oxide electrolyzer; SOEC) 안전 시스템으로서,
    캐비닛에 환기를 제공하고 가연성 가스의 축적을 방지하도록 구성된 캐비닛 환기 장치;
    온도가 열 차단기를 초과하는 이벤트 시에 SOEC 시스템을 정지시키기 위해 상기 캐비닛 내부에서 사용되는 상기 열 차단기를 갖는 열 검출기; 및
    저압 및 과압 이벤트들 둘 다를 나타내기 위해 수소 라인 상에서 이용되는 하나 이상의 압력 스위치를 포함하는 압력 검출기;
    를 포함하는, SOEC 안전 시스템.
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