1kW 고체산화물 연료전지 스택의 내부개질 특성 연구

Q: 이 논문에서 정의한 고체산화물 연료전지란 무엇인가?

산소 이온전도성이 있는 고체산화물을 전해질로 사용하여 고온에서 작동하는 연료전지를 의미한다. 본 연구에서는 특히 연료극이 지지체 역할을 하는 평판형 셀 구조를 활용하여 스택을 구성하고 성능 특성을 분석하는 데 중점을 둔다.

Q: SOFC 스택의 효율을 50% 이상으로 유지하기 위한 최적의 운전 조건은 무엇인가?

연구 결과, 내부개질률이 50%에서 80% 범위일 때 스택 효율을 50% 이상으로 유지하기 위해서는 연료이용률을 70% 이상의 조건으로 운전해야 한다. 또한 연료이용률이 높을수록 내부개질률 변화에 따른 성능 차이가 감소하는 경향을 보인다.

최영재; 안진수; 이인성; 배홍열; 문지웅; 이종규

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최영재 안진수 이인성 배홍열 문지웅 이종규

저널정보: 한국수소및신에너지학회 한국수소및신에너지학회논문집 한국수소 및 신에너지학회 논문집 제28권 제4호

발행연도: 2017.8

수록면: 377 - 383 (7page)

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This paper presents the performance characteristics of a 1 kW solid oxide fuel cell (SOFC) stack under various internal reforming and fuel utilization conditions. The Research Institute of Industrial Science & Technology (RIST) developed the 9-cell stack using a 20×20 cm<sup>2</sup> anode supported planar cell with an active area of 324 cm<sup>2</sup>. In this work, current-voltage characteristic test, fuel utilization test, continuous operation, and internal reforming test were carried out sequentially for 765 hours at a furnace temperature of 700℃. The influence of fuel utilization and internal reforming on the stack performance was analyzed. When the 1 kW stack was tested at a current of 145.8 A with a corresponding fuel utilization of 50-70% (internal reforming of 50%) and air utilization of 27%, the stack power was approximately 1.062-1.079 kW. Under continuous operation conditions, performance degradation rate was 2.16%/kh for 664 hours. The internal reforming characteristics of the stack were measured at a current of 145.8. A with a corresponding fuel utilization of 60-75%(internal reforming of 50-80%) and air utilization of 27%. As fuel utilization and internal reforming ratio increased, the stack power was decreased. The stack power change due to the internal reforming ratio difference was decreased with increasing fuel utilization.

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