WO2014014174A1 - 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치 및 시스템 - Google Patents

직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치 및 시스템 Download PDF

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강경태
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Definitions

  • the present invention relates to a direct carbon fuel cell, and more particularly, to a fuel supply device and system for a direct carbon fuel cell having improved output density by securing fluidity of an anode medium.
  • DCFC direct carbon fuel cell
  • the direct carbon fuel cell does not use hydrogen gas as a fuel gas, but uses a fuel and carbon dioxide with economical and large reserves as a direct fuel, and as a reducing gas, a new concept fuel cell operated using air like other fuel cells. to be.
  • oxygen ions generated by the reduction reaction of oxygen in the cathode move to the anode through the electrolyte, and in the anode, carbon dioxide is generated by the reaction of oxygen ions and carbon, and the carbon dioxide is oxygen again. It reacts with ions to produce carbonate ions, and the generated carbonate ions oxidize carbon to generate carbon dioxide and electrons.
  • FIG. 1 A schematic diagram of the power generation of the direct carbon fuel cell is shown in FIG. 1.
  • a carbon fuel and an anode medium should be mixed well to improve the power density by reducing the concentration polarization of the anode. There is a need to force the battery.
  • liquid pumps have difficulty in flowing molten carbonate efficiently and practically due to the nature of the molten carbonate having high temperature (700 ° C to 1000 ° C) and high corrosion resistance.
  • An object of the present invention is to provide a fuel supply apparatus and system for a direct carbon fuel cell which improves the power density by forcibly flowing molten carbonate, which is an anode medium, to reduce concentration polarization of the anode.
  • Another object of the present invention is to provide a fuel supply apparatus and system for a direct carbon fuel cell capable of forcibly mixing carbon fuel with an anode medium made of molten carbonate to supply the anode of a direct carbon fuel cell.
  • Another object of the present invention is to form a flow path tube around at least one tubular cell including a cathode support and a solid oxide electrolyte, and to provide a direct carbon fuel cell capable of securing the fluidity of the anode medium in the flow path by supplying carbon dioxide.
  • a fuel supply device and system are provided.
  • a fuel supply device for a direct carbon fuel cell includes: a flow path tube forming a flow path around a tubular cell contained in a cathode medium mixed with carbon fuel; And bubbling means for supplying a gas into the anode medium at the lower portion of the flow path tube to flow the anode medium by the upward movement of the gas, thereby allowing the flow of the anode medium linked to the upward movement of the gas.
  • the carbon fuel is forcibly supplied to the anode of the tubular cell.
  • the flow path tube is formed in the lower portion of the collecting portion is formed in the lower portion can guide the gas supplied to the lower portion to the flow path in the flow path tube by the collecting portion.
  • the end of the supply pipe included in the bubbling means may be configured to supply the gas to the flow path between the flow path pipe and the tubular cell.
  • the bubbling means may include the supply pipe extending from the top to the bottom along the outer wall of the flow pipe, and an end portion of the supply pipe may be formed inside the bottom of the flow pipe.
  • the supply pipe may be formed spirally along the outer wall of the flow path pipe.
  • the dispersing member may further include a dispersing member configured to disperse the gas supplied from the bubbling means and supply the upper portion to the passage in the passage pipe.
  • the dispersion member may be configured as a disc having a plurality of through holes.
  • the dispersion member may include a porous layer.
  • the bubbling means independently generates and provides the gas.
  • the bubbling means may recirculate and supply the gas generated by the electrochemical reaction of the fuel and then discharged to the outside of the anode medium.
  • the flow path tube may form the flow path around the plurality of tubular cells.
  • the fuel supply system of the direct carbon fuel cell according to the present invention, at least one tubular cell having a structure in which the cathode is formed on the inside, the anode is formed on the outer surface and the electrolyte is formed of a solid oxide between the cathode and the anode; And the fuel supply device for supplying an anode medium forcedly flowing to the tubular cell.
  • the carbon fuel can be forcibly supplied to the anode of the direct carbon fuel cell while ensuring the fluidity of the anode medium in the flow path and mixing the carbon fuel and the anode medium.
  • 1 is a schematic diagram of power generation of a general direct carbon fuel cell.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a preferred embodiment of a fuel supply device of a direct carbon fuel cell according to the present invention.
  • 3 and 4 are diagrams showing other embodiments according to the method of supplying carbon dioxide in the embodiment of FIG.
  • FIGS. 2 to 4 correspond to FIGS. 2 to 4 and show other embodiments in which a plurality of tubular cells are configured.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing another embodiment in which the dispersion member is configured in the embodiment of FIG. 2.
  • FIG. 9 is a configuration diagram showing another embodiment in which the dispersion member is configured in the embodiment of FIG. 5.
  • the present invention discloses a fuel supply apparatus for a direct carbon fuel cell having a structure in which a tubular cell is generated by being immersed in a mixture of an anode medium and a carbon fuel in a liquid state.
  • the tubular cell has a structure in which an air electrode is formed inside, a fuel electrode is formed outside, and a solid oxide electrolyte is formed between the air electrode and the fuel electrode.
  • the cathode may be composed of lanthanum-strontium-manganese oxide (LSM), the electrolyte may be composed of yttria stabilized zirconia (YSZ), and the anode may be composed of carbon fuel particles mixed with circulating molten salt.
  • LSM lanthanum-strontium-manganese oxide
  • YSZ yttria stabilized zirconia
  • the anode may be composed of carbon fuel particles mixed with circulating molten salt.
  • molten carbonate may be used as the anode medium
  • carbon powder, coal powder, coke, biomass fuel, organic waste, and the like may be used as the carbon fuel.
  • the tubular cell 12 is configured to be contained in at least one molten carbonate, which is the anode medium 14 contained in a bath 10.
  • the embodiment according to the present invention comprises a flow passage tube 16 forming a cylindrical flow path in a vertical direction around the tubular cell 12 immersed in the anode medium 14 accommodated in the bath 10.
  • the flow path tube 16 may have a configuration in which the upper portion has a cylindrical shape and the lower portion has a trapezoidal shape in which a collecting portion 18 of a shape gradually widening downward is integrally formed.
  • the flow path tube 16 forms a flow path while accommodating the tubular cell 12 therein.
  • the flow path tube 16 is disposed so as to be completely immersed in the anode medium 14, and has a configuration in which the anode medium 14 can flow in the upper side and the lower side.
  • Embodiment according to the present invention includes a bubbling means for supplying gas to the lower portion of the cylindrical flow path formed inside the flow path tube 16, the anode medium 14 on the flow path as the gas supplied from the bubbling means moves upwards ) Is flowed.
  • carbon dioxide (CO 2 ) generated as a result of the electrochemical reaction of FIG. 1 is preferably used, and the gas is described as carbon dioxide for the purpose of describing the following embodiments.
  • Bubbling means may be configured to include a supply pipe 20 extending to the lower portion of the flow path tube 16 to supply carbon dioxide as shown in FIG.
  • the bubbling means may include a supply pipe 22 extending from the top to the bottom along the outer wall of the flow path tube 16 as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the bubbling means includes a supply pipe 20 extending below the flow path tube 16 as shown in FIG. 2, the end of the supply pipe 20 is configured to supply carbon dioxide to the bottom of the flow path formed by the flow path tube 16. Can be located.
  • carbon dioxide may be supplied directly to the flow path of the flow path tube 16 or may be supplied to be guided to the inner wall of the collecting unit 18 to move upward in the flow path.
  • the bubbling means includes a supply pipe 22 extending from the top to the bottom along the flow pipe 16, the end of the supply pipe 22 is formed inside the bottom of the flow pipe 16. This is preferred. More preferably, the end of the supply pipe 22 may be configured to supply carbon dioxide to the inside of the flow path tube 16 through the collecting portion 18 at the bottom of the flow path tube 16.
  • the carbon dioxide is supplied to be guided to the inner wall of the collecting portion 18 of the flow path tube 16 can move upward.
  • the bubbling means including the supply pipes 20 and 22 may include a pumping device 24 that independently generates and provides carbon dioxide.
  • the bubbling means may recycle and supply carbon dioxide generated by the electrochemical reaction inside the bath 10.
  • the bubbling means may be configured to include a circulation device 26 for recycling the carbon dioxide generated by the electrochemical reaction in the bath 10 to the outside while recirculating a part and supplying it through the supply pipe 22. .
  • the circulation device 26 may have a configuration in which carbon dioxide collected into the upper portion of the bath 10 is discharged to the outside through the exhaust pipe 28 and a part of the circulation is supplied to the supply pipe 22.
  • supply pipes 20 and 22 for supplying carbon dioxide in the embodiment according to the present invention of FIGS. 2 to 4 may be variously configured according to the intention of the producer, and for example, spirally wound outside the flow pipe 16. It can have a configuration that extends.
  • the present invention can be supplied to the lower portion of the flow path formed inside the flow path tube 16 according to the embodiment configured as shown in Figures 2 to 4 as described above.
  • the carbon dioxide supplied to the lower portion of the flow path tube 16 moves upward through the flow path formed in the flow path tube 16.
  • the anode medium 14 on the flow path may be pushed by the carbon dioxide moving upward.
  • the entire anode medium 14 inside the bath 10 can be circulated to pass through the flow path of the flow path tube 16.
  • the mixing of the carbon fuel and the anode medium 14 may be promoted.
  • the mixed carbon fuel and the anode medium 14 are circulated through the flow path formed by the flow path tube 16 as described above, the carbon fuel and the anode medium 14 in contact with the tubular cell 10 are circulated. Therefore, the anode of the tubular cell 12 can be accelerated by the circulated carbon fuel and the anode medium 14.
  • a plurality of tubular cells 12 may be configured in the flow passage 16 as shown in FIGS. 5 to 7.
  • the embodiment according to the invention illustrates that two tubular cells 12 are configured in FIGS. 5 to 7 to illustrate the arrangement of a plurality of tubular cells 12.
  • FIG. 5 illustrates that two tubular cells 12 are formed in the flow path tube 16 in correspondence with FIG. 2
  • FIG. 6 illustrates that two tubular cells 12 in the flow path tube 16 correspond to FIG. 3.
  • FIG. 7 illustrates that two tubular cells 12 are configured in the flow path tube 16 corresponding to FIG. 4.
  • 5 to 7 are different in that a plurality of (two) tubular cells 12 are configured in the flow path tube 16 as compared to FIGS. 2 to 4 and the remaining parts may be configured in the same way. Overlapping configuration and operation description thereof will be omitted.
  • the number of tubular cells 12 disposed in the flow path tube 16 may be variously modified in consideration of the flow efficiency of the anode medium according to the manufacturer's intention.
  • 5 to 7 also shows that the carbon dioxide supplied from the end of the supply pipe (20, 22) included in the bubbling means is supplied into the flow path tube 16, the carbon dioxide is moved upward and the description of FIGS. Similarly, the flow of the anode medium 14 occurs.
  • the mixture of the carbon fuel and the anode medium 14 may be promoted as the anode medium 14 is circulated while flowing through the flow path in the flow path tube 16.
  • the carbon fuel and the anode medium 14 promoted by mixing are circulated while being in contact with the plurality of tubular cells 12 while flowing and circulating through the flow path in the flow path tube 16. Therefore, the plurality of tubular cells 12 anodes may be accelerated by the circulated carbon fuel and the anode medium 14.
  • the embodiment according to the present invention further comprises a dispersion member 50 for dispersing the gas supplied from the supply pipe 20 of the bubbling means to the upper flow path in the flow path tube 16 as shown in FIG. Can be.
  • Dispersion member 50 may be composed of a disk having a plurality of through holes 52 as shown in FIG. According to the manufacturer's intention, the dispersion member 50 may be configured in various shapes, and as an example, a ring-shaped plate having a plurality of through holes 52 and a tubular cell 12 inserted therein may be illustrated. In addition, the dispersion member may be configured in a structure including a porous layer.
  • the dispersion member 50 is installed to disperse the gas supplied from the supply pipe 20 of the bubbling means and supply the upper portion.
  • the gas supplied by the bubbling means can be dispersed evenly with respect to the plurality of tubular cells 12, the anode medium 14 in the flow path tube 16 in which the plurality of tubular cells 12 are disposed. Can be flowed uniformly.
  • An embodiment of the fuel supply apparatus for a direct carbon fuel cell according to the present invention configured as described above has a structure in which a cathode is formed inside, a cathode is formed on the outer surface, and an electrolyte is formed of a solid oxide between the cathode and the anode.
  • a direct carbon fuel cell system can be constructed with one or more tubular cells having. Accordingly, the fuel supply device according to the present invention may have a configuration for supplying the anode medium to be forced to the tubular cell.
  • the anode medium can be forcibly supplied to the direct carbon fuel cell while the fluidity of the anode medium in the flow path is ensured and the carbon fuel and the anode medium are mixed.
  • the output density can be improved by reducing the concentration polarization of the anode of the tubular cell.

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Abstract

본 발명은 연료극 매개체의 유동성을 확보하여 출력 밀도를 개선한 직접탄소 연료전치의 연료 공급 장치를 개시하며, 상기 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치는, 탄소 연료가 혼합된 연료극 매개체에 담긴 튜브형 셀 둘레에 유로를 형성하는 유로관; 및 상기 유로관의 하부에서 상기 연료극 매개체 내에 기체를 공급하여서 상기 기체의 상향 이동에 의하여 상기 연료극 매개체를 유동시키는 버블링 수단;을 포함함으로써, 상기 기체의 상향 이동에 연동한 상기 연료극 매개체의 유동에 의하여 상기 튜브형 셀의 연료극에 상기 탄소 연료가 강제 공급됨을 특징으로 한다.

Description

직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치 및 시스템
본 발명은 직접탄소 연료전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료극 매개체의 유동성을 확보하여 출력 밀도를 개선한 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치 및 시스템에 관한 것이다.
기존 선진국들이 탄소배출량을 줄이기 위해 노력하는 동안 중국, 인도와 같은 신흥국가들의 에너지 요구량은 OECD 국가들을 넘어설 것으로 예상되고 있다. 한편, 석탄은 광범위한 양이 전 세계적으로 매장되어 있으며 앞으로 미국, 중국 등과 같은 세계 에너지 시장에서 중요한 에너지원이 될 것으로 개대되고 있다.
전 세계 이산화탄소 배출량은 지속적으로 증가하고 있으며 효율적인 탄소전환법의 개발이 필요한 실정이며, 최근 이산화탄소가 분리된 청정석탄을 얻어내는 기술과 석탄을 직접연료로 이용하는 기술적 접근이 시도되고 있다. 이산화탄소 분리기술은 일반적으로 매장지역에 따른 지역 토질이 서로 달라서 보편적으로 적용하기 어려운 단점이 있으며 효율성 측면과 비용적 문제가 따르기 때문에 기술적 접근이 어려운 실정이다.
그러나, 직접탄소 연료전지(Direct Carbon Fuel Cell; DCFC)는 석탄 시스템으로 기가와트 급의 대규모 발전과 폐열을 이용할 수 있는 장점들이 있어 분산발전의 개념에 있어 매우 중요한 기술로 떠오르고 있다.
직접탄소 연료전지는 수소기체를 연료 기체로 사용하지 않고, 경제적이며 방대한 매장량을 가진 탄소 및 석탄을 직접 연료로 사용하고, 환원 기체로는 다른 연료전지와 마찬가지로 공기를 사용하여 작동되는 신개념의 연료전지이다.
직접탄소 연료전지를 이용한 발전 시스템은 기존의 화력발전에 비해 높은 에너지변환 효율을 가지며, 이론상으로 80% 이상의 높은 효율을 가지며, 이는 현존하는 연료전지 중 수치상으로 가장 높은 수준에 해당한다. 또한 세계적으로 풍부한 매장량을 가지며 경제적인 석탄을 연료로 이용하기에 발전을 위한 다양한 석탄소스를 이용할 수 있으며, 연소할 때 생기는 SOx, NOx, PM 등과 같은 환경오염물질의 방출을 근본적으로 저감할 수 있다는 장점이 있을 뿐만 아니라, 탄소를 직접 이용한 화학반응에 의한 전력생산이기 때문에 소음이 없고, 무공해의 장점이 있으며, 기존 화력발전 대비 CO2의 방출량을 90% 이상 저감시킬 수 있다.
직접탄소 연료전지는 공기극(Cathode)에서 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소 이온은 전해질을 통해 연료극(Anode)으로 이동하며, 연료극에서는 산소 이온과 탄소가 반응하여 이산화탄소가 생기고, 이 이산화탄소가 다시 산소 이온과 반응하여 카보네이트 이온을 생셩하며, 생성된 카보네이트 이온이 탄소를 산화시켜 이산화탄소와 전자를 생성하면서 발전이 진행된다.
직접탄소 연료전지의 상기한 발전의 모식도는 도 1과 같다.
용융탄산염을 연료극 매개체로 사용하는 공기극 지지체형 고체산화물 전해질 직접탄소 연료전지는 연료극의 농도분극을 감소시켜서 출력밀도를 개선하기 위해서 첫째, 탄소 연료와 연료극 매개체를 잘 혼합해야하고 둘째, 연료극 매개체를 연료전지에 강제로 공급할 필요성이 있다.
이를 위하여 연료극 매개체인 용융탄산염을 강제로 유동시키는 방법이 요구된다.
연료극 매개체인 용융탄산염을 강제로 유동시키기 위해서 종래에는 액체 펌프를 이용하는 방법이 제시된 바 있다.
그러나, 액체 펌프로는 고온(700℃ 내지 1000℃)과 고부식성을 갖는 용융탄산염의 특성상 용융탄산염을 효율적이고 실용적으로 유동시키는데 어려움이 있다.
본 발명의 목적은 연료극 매개체인 용융탄산염을 강제로 유동시켜서 연료극의 농도분극을 감소시킴으로써 출력밀도를 개선하는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 탄소 연료를 용융탄산염으로 이루어지는 연료극 매개체와 강제로 혼합하여서 직접탄소 연료전지의 연료극에 공급할 수 있는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 공기극 지지체와 고체산화물 전해질을 포함하여 구성되는 하나 이상의 튜브형 셀 둘레에 유로관을 형성하고 이산화탄소 공급에 의하여 유로관 내의 연료극 매개체의 유동성을 확보할 수 있는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치는, 탄소 연료가 혼합된 연료극 매개체에 담긴 튜브형 셀 둘레에 유로를 형성하는 유로관; 및 상기 유로관의 하부에서 상기 연료극 매개체 내에 기체를 공급하여서 상기 기체의 상향 이동에 의하여 상기 연료극 매개체를 유동시키는 버블링 수단;을 포함함으로써, 상기 기체의 상향 이동에 연동한 상기 연료극 매개체의 유동에 의하여 상기 튜브형 셀의 연료극에 상기 탄소 연료가 강제 공급됨을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 유로관은 하부에 하부가 넓어지는 형상의 포집부가 형성되어서 하부에 공급되는 상기 기체를 상기 포집부에 의하여 상기 유로관 내의 상기 유로로 유도할 수 있다.
그리고, 상기 버블링 수단에 포함되는 공급관의 단부는 상기 유로관과 상기 튜브형 셀 사이의 상기 유로에 상기 기체를 공급하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 버블링 수단은 상기 유로관의 외벽을 따라 상부에서 하부로 연장된 상기 공급관을 포함하며 상기 공급관의 단부가 상기 유로관의 하부 내측에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 공급관은 상기 유로관의 외벽을 따라 나선형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 유로관 내의 상기 유로에 상기 버블링 수단으로부터 공급받은 상기 기체를 분산하여 상부로 공급하는 분산 부재가 더 포함될 수 있다.
그리고, 상기 분산 부재는 다수의 관통공을 갖는 원판으로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 분산 부재는 다공층을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 버블링 수단은 독립적으로 상기 기체를 생성하여 제공하는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
그리고, 상기 버블링 수단은 상기 연료의 전기화학반응에 의하여 생성된 후 상기 연료극 매개체 외부로 배출되는 상기 기체를 재순환하여 공급할 수 있다.
그리고, 상기 유로관은 복수의 튜브형 셀의 둘레에 상기 유로를 형성할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 직접탄소 연료전지의 연료 공급 시스템은, 공기극이 내측에 형성되고 연료극이 외면에 형성되며 상기 공기극과 상기 연료극 사이에 고체산화물로 전해질이 형성되는 구조를 갖는 하나 이상의 튜브형 셀; 및 상기 튜브형 셀에 강제 유동되는 연료극 매개체를 공급하는 상기 연료 공급 장치;를 포함함을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면 유로관 내의 연료극 매개체의 유동성을 확보하여서 탄소 연료와 연료극 매개체를 혼합하면서 직접탄소 연료전지의 연료극에 탄소 연료가 강제로 공급될 수 있다.
그러므로, 직접탄소 연료전지에 구성되는 튜브형 셀의 연료극의 농도분극을 감소시킴으로써 출력밀도가 개선되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 직접탄소 연료전지의 발전의 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 구성도.
도 3 및 도 4은 도 2의 실시예에서 이산화탄소를 공급하는 방법에 따른 다른 실시예들을 나타내는 구성도.
도 5 내지 도 7은 도 2 내지 도 4에 대응하며 복수의 튜브형 셀이 구성된 다른 실시예들을 나타내는 구성도.
도 8은 도 2의 실시예에서 분산 부재가 구성된 다른 실시예를 나타내는 구성도.
도 9는 도 5의 실시예에서 분산 부재가 구성된 다른 실시예를 나타내는 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
본 발명은 튜브형 셀이 액체 상태의 연료극 매개체와 탄소 연료의 혼합물에 잠겨서 발전하는 구조를 갖는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치를 개시한다.
여기에서 튜브형 셀은 내측에 공기극이 형성되고 외측에 연료극이 형성되며 공기극과 연료극 사이에 고체 산화물 전해질이 형성된 구조를 갖는다.
공기극은 란타늄-스트론튬-망간 산화물(LSM)으로 구성될 수 있으며, 전해질은 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)로 구성될 수 있고, 연료극은 순환형 용융염이 혼합된 탄소 연료 입자로 구성될 수 있다.
그리고, 연료극 매개체는 용융탄산염이 이용될 수 있고, 탄소 연료는 탄소가루, 석탄 가루, 코크, 바이오매스 연료, 유기 폐기물 등이 이용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 튜브형 셀(12)은 배쓰(Bath)(10)에 담긴 연료극 매개체(14)인 용융탄산염에 하나 이상 담기도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 실시예는 배쓰(10)에 수용된 연료극 매개체(14)에 잠긴 튜브형 셀(12)의 둘레에 수직 방향의 원통형 유로를 형성하는 유로관(16)이 구성된다.
유로관(16)은 상부가 실린더 형상을 가지고 하부는 나팔관 모양으로 하측으로 점차 넓어지는 형상의 포집부(18)가 일체로 형성된 구성을 가질 수 있다.
상기한 구성에 의하여 유로관(16)은 내측에 튜브형 셀(12)을 수용하면서 유로를 형성한다. 그리고, 유로관(16)은 연료극 매개체(14)에 완전히 잠기도록 배치됨으로써 상측과 하측에 연료극 매개체(14)의 흐름이 가능한 구성을 갖는다.
본 발명에 따른 실시예는 유로관(16) 내부에 형성되는 원통형 유로의 하부에 기체를 공급하는 버블링 수단을 포함하며, 버블링 수단에서 공급되는 기체가 상향 이동함에 따라서 유로 상의 연료극 매개체(14)가 유동되는 구성을 갖는다.
버블링 수단에 의하여 공급되는 기체는 도 1의 전기화학 반응 결과 생성되는 이산화탄소(CO2)가 이용됨이 바람직하며, 이하 실시예의 설명을 위하여 기체는 이산화탄소로 설명한다.
버블링 수단은 도 2과 같이 유로관(16)의 하부로 연장되어서 이산화탄소를 공급하는 공급관(20)을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 달리 버블링 수단은 도 3 및 도 4와 같이 유로관(16)의 외벽을 따라 상부에서 하부로 연장된 공급관(22)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 2와 같이 버블링 수단이 유로관(16)의 하부로 연장된 공급관(20)을 포함하는 경우, 공급관(20)의 단부는 유로관(16)에 의하여 형성되는 유로 하부에 이산화탄소를 공급하도록 위치될 수 있다.
도 2의 구성에 의하여, 이산화탄소는 유로관(16)의 유로에 직접 공급되거나 포집부(18)의 내벽에 안내되도록 공급되어서 유로 내를 상향 이동할 수 있다.
도 3 및 도 4와 같이 버블링 수단이 유로관(16)을 따라 상부에서 하부로 연장된 공급관(22)을 포함하는 경우, 공급관(22)의 단부는 유로관(16)의 하부 내측에 형성됨이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 공급관(22)의 단부가 유로관(16)의 하부의 포집부(18)를 관통하여 유로관(16)의 내측으로 이산화탄소를 공급하도록 구성될 수 있다.
도 3 및 도 4의 구성에 의하여, 이산화탄소는 유로관(16)의 포집부(18)의 내벽에 안내되도록 공급되어서 상향으로 이동할 수 있다.
도 2 및 도 3과 같은 공급관(20, 22)을 포함하는 버블링 수단은 독립적으로 이산화탄소를 생성하여 제공하는 펌핑 장치(24)를 포함할 수 있다.
이와 달리, 도 4와 같이 버블링 수단은 배쓰(10) 내부의 전기화학적 반응에 의하여 생성되는 이산화탄소를 재순환하여 공급할 수 있다. 이를 위하여, 버블링 수단은 배쓰(10) 내에서 전기화학적 반응에 의하여 생성되는 이산화탄소를 외부로 포집하면서 일부를 재순환하여 공급관(22)을 통하여 공급하는 순환 장치(26)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 4을 참조하면, 순환 장치(26)는 배쓰(10)의 상부로 포집되는 이산화탄소를 배기관(28)을 통하여 외부로 배출하고 일부를 공급관(22)으로 순환하여 공급하는 구성을 가질 수 있다.
또한, 도 2 내지 도 4의 본 발명에 따른 실시예에서 이산화탄소를 공급하는 공급관(20, 22)은 제작자의 의도에 따라서 다양하게 구성될 수 있으며 일예로 유로관(16)의 외측에 나선형으로 감기면서 연장되는 구성을 가질 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 도 2 내지 도 4와 같이 구성되는 실시예에 의하여 이산화탄소를 유로관(16)의 내측에 형성되는 유로의 하부에 공급될 수 있다.
유로관(16)의 하부에 공급되는 이산화탄소는 유로관(16) 내에 형성되는 유로를 통하여 상향 이동한다.
이산화탄소가 유로관(16) 내의 유로를 따라 상향 이동하면, 유로 상의 연료극 매개체(14)가 상향 이동하는 이산화탄소에 밀려서 유동될 수 있다.
이산화탄소가 지속적으로 공급관(20, 22)을 통하여 공급되면, 유로관(16) 내의 연료극 매개체(14)는 이산화탄소의 상향 이동에 의하여 유동된다.
보다 구체적으로 설명하면, 이산화탄소의 상향 이동에 따라서, 유로관(16) 하부에는 이동되는 이산화탄소의 공간을 채우기 위하여 유로관(16) 외부의 연료극 매개체(14)가 유로관(16) 하부로 유입되고, 유로관(16)의 상부에는 상향 이동되는 이산화탄소에 의하여 내부의 연료극 매개체(14)가 외부로 오버플로우(Overflow)되는 현상이 발생한다.
따라서, 배쓰(10) 내부의 전체 연료극 매개체(14)가 유로관(16)의 유로를 통하도록 순환될 수 있다.
상기와 같이 연료극 매개체(14)가 유동되면서 순환됨에 따라서 탄소 연료와 연료극 매개체(14)의 혼합이 촉진될 수 있다.
또한, 혼합된 탄소 연료와 연료극 매개체(14)가 상기와 같이 유로관(16)에 의하여 형성되는 유로를 통하여 순환됨에 따라서 튜브형 셀(10)에 접하는 탄소 연료와 연료극 매개체(14)가 순환된다. 그러므로 튜브형 셀(12의 연료극은 순환되는 탄소 연료와 연료극 매개체(14)에 의하여 반응이 촉진될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 실시예는 도 5 내지 도 7와 같이 유로관(16) 내에 복수의 튜브형 셀(12)이 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 실시예는 복수의 튜브형 셀(12)이 배치된 것을 설명하기 위하여 도 5 내지 도 7에 두 개의 튜브형 셀(12)이 구성된 것으로 예시한다.
도 5는 도 2에 대응하여 유로관(16) 내에 두 개의 튜브형 셀(12)이 구성된 것을 예시한 것이고, 도 6은 도 3에 대응하여 유로관(16) 내에 두 개의 튜브형 셀(12)이 구성된 것을 예시한 것이며, 도 7은 도 4에 대응하여 유로관(16) 내에 두 개의 튜브형 셀(12)이 구성된 것을 예시한 것이다.
도 5 내지 도 7은 도 2 내지 도 4와 비교하여 유로관(16) 내에 복수 개(두 개)의 튜브형 셀(12)이 구성되는 점에 차이가 있고 나머지 부품은 동일하게 구성될 수 있으므로, 이에 대한 중복되는 구성 및 동작 설명은 생략한다.
유로관(16) 내에 배치되는 튜브형 셀(12)의 개수는 제작자의 의도에 따라서 연료극 매개체의 유동 효율을 고려하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
도 5 내지 도 7의 실시예도 버블링 수단에 포함되는 공급관(20, 22)의 단부에서 공급되는 이산화탄소가 유로관(16) 내로 공급되면, 이산화탄소가 상향 이동함에 따라서 도 2 내지 도 4의 설명과 같이 연료극 매개체(14)의 유동이 발생한다.
상술한 바와 같이 유로관(16) 내의 유로를 통하여 연료극 매개체(14)가 유동되면서 순환됨에 따라서 탄소 연료와 연료극 매개체(14)의 혼합이 촉진될 수 있다.
또한, 혼합이 촉진된 탄소 연료와 연료극 매개체(14)가 유로관(16) 내의 유로를 통하여 유동 및 순환되면서 복수의 튜브형 셀(12) 접하면서 순환된다. 그러므로 복수의 튜브형 셀(12) 연료극은 순환되는 탄소 연료와 연료극 매개체(14)에 의하여 반응이 촉진될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 실시예는 도 8과 같이 유로관(16) 내의 유로에 버블링 수단의 공급관(20)으로부터 공급받은 기체를 분산하여 상부로 공급하는 분산 부재(50)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
분산 부재(50)는 도 8과 같이 다수의 관통공(52)을 갖는 원판으로 구성될 수 있다. 제작자의 의도에 따라서 분산 부재(50)는 다양한 형상으로 구성될 수 있으며 변형된 일예로 다수의 관통공(52)을 가지면서 중앙에 튜브형 셀(12)이 삽입되는 링형의 판이 예시될 수 있다. 또한, 분산 부재는 다공층을 포함하는 구조로 구성될 수 있다.
그리고, 도 9와 같이 유로관(16) 내에 다수의 튜브형 셀(12)이 설치된 경우에 분산 부재(50)가 설치됨으로써 버블링 수단의 공급관(20)에서 공급되는 기체를 분산하여 상부로 공급할 수 있다.
도 9의 실시예의 경우 버블링 수단에 의하여 공급되는 기체가 다수의 튜브형 셀(12)에 대하여 고르게 분산될 수 있으므로 다수의 튜브형 셀(12)이 배치된 유로관(16) 내의 연료극 매개체(14)가 균일하게 유동될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치의 실시예는 공기극이 내측에 형성되고 연료극이 외면에 형성되며 상기 공기극과 상기 연료극 사이에 고체산화물로 전해질이 형성되는 구조를 갖는 하나 이상의 튜브형 셀과 함께 직접탄소 연료전지 시스템을 구성할 수 있다. 그에 따라서 본 발명에 따른 연료 공급 장치는 튜브형 셀에 강제 유동되는 연료극 매개체를 공급하는 구성을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 유로관 내의 연료극 매개체의 유동성을 확보하여서 탄소 연료와 연료극 매개체를 혼합하면서 직접탄소 연료 전지에 연료극 매개체가 강제로 공급될 수 있다.
그러므로, 튜브형 셀의 연료극의 농도분극을 감소시킴으로써 출력밀도가 개선될 수 있다.

Claims (14)

  1. 탄소 연료가 혼합된 연료극 매개체에 담긴 튜브형 셀 둘레에 유로를 형성하는 유로관; 및
    상기 유로관의 하부에서 상기 연료극 매개체 내에 기체를 공급하여서 상기 기체의 상향 이동에 의하여 상기 연료극 매개체를 유동시키는 버블링 수단;을 포함함으로써,
    상기 기체의 상향 이동에 연동한 상기 연료극 매개체의 유동에 의하여 상기 튜브형 셀의 연료극에 상기 탄소 연료가 강제 공급됨을 특징으로 하는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 유로관은 하부에 하부가 넓어지는 형상의 포집부가 형성되어서 하부에 공급되는 상기 기체를 상기 포집부에 의하여 상기 유로관 내의 상기 유로로 유도하는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 버블링 수단에 포함되는 공급관의 단부는 상기 유로관과 상기 튜브형 셀 사이의 상기 유로에 상기 기체를 공급하도록 구성되는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 버블링 수단은 상기 유로관의 외벽을 따라 상부에서 하부로 연장된 상기 공급관을 포함하며 상기 공급관의 단부가 상기 유로관의 하부 내측에 형성되는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 공급관은 상기 유로관의 외벽을 따라 나선형으로 형성되는 직접 탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 유로관 내의 상기 유로에 상기 버블링 수단으로부터 공급받은 상기 기체를 분산하여 상부로 공급하는 분산 부재가 더 포함되는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 분산 부재는 다수의 관통공을 갖는 원판으로 구성되는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 분산 부재는 다공층을 포함하는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 버블링 수단은 독립적으로 상기 기체를 생성하여 제공하는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 버블링 수단은 상기 탄소 연료의 전기화학반응에 의하여 생성된 후 상기 연료극 매개체 외부로 배출되는 상기 기체를 재순환하여 공급하는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 기체는 이산화탄소를 포함하는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 연료극 매개체는 용융 탄산염을 포함하는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 유로관은 복수의 튜브형 셀의 둘레에 상기 유로를 형성하는 직접탄소 연료전지의 연료 공급 장치.
  14. 공기극이 내측에 형성되고 연료극이 외면에 형성되며 상기 공기극과 상기 연료극 사이에 고체산화물로 전해질이 형성되는 구조를 갖는 하나 이상의 튜브형 셀; 및
    상기 튜브형 셀에 강제 유동되는 연료극 매개체를 공급하는 상기 제1 항 내지 상기 제13 항 중 어느 하나의 연료 공급 장치;를 포함함을 특징으로 하는 직접탄소 연료전지 시스템.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100159295A1 (en) * 2008-12-24 2010-06-24 Ronald Wolk On-line replacement of dcfc tubular elements

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110014526A1 (en) * 2005-05-16 2011-01-20 Guer Turgut M High temperature direct coal fuel cell
US20090117429A1 (en) * 2007-11-06 2009-05-07 Zillmer Andrew J Direct carbon fuel cell having a separation device
WO2013019958A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Calo Joseph M Direct carbon fuel cell system with circulating electrolyte slurry and methods of using same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100159295A1 (en) * 2008-12-24 2010-06-24 Ronald Wolk On-line replacement of dcfc tubular elements

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KIM, J. -P. ET AL.: "Performance evaluation of tubular fuel cells fuelled by pulverized graphite", JOURNAL OF POWER SOURCES, vol. 195, 2010, pages 7568 - 7573, XP027148082 *
LIU, R. ET AL.: "A novel direct carbon fuel cell by approach of tubular solid oxide fuel cells", JOURNAL OF POWER SOURCES, vol. 195, 2010, pages 480 - 482, XP026640126, DOI: doi:10.1016/j.jpowsour.2009.07.032 *
TANG, Y. ET AL.: "Effect of anode and Boudouard reaction catalysts on the performance of direct carbon solid oxide fuel cells", INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY, vol. 35, no. 5, 2010, pages 11188 - 11193, XP027367991 *

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