KR101148566B1 - Temperature control device of shift reactor, fuel cell system including the same and method for temperature control thereof - Google Patents

Temperature control device of shift reactor, fuel cell system including the same and method for temperature control thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101148566B1
KR101148566B1 KR1020090099417A KR20090099417A KR101148566B1 KR 101148566 B1 KR101148566 B1 KR 101148566B1 KR 1020090099417 A KR1020090099417 A KR 1020090099417A KR 20090099417 A KR20090099417 A KR 20090099417A KR 101148566 B1 KR101148566 B1 KR 101148566B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermoelectric element
shift reactor
reference temperature
temperature
heat exchanger
Prior art date
Application number
KR1020090099417A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110042646A (en
Inventor
홍동진
김기영
강준경
이문환
김대현
Original Assignee
주식회사 효성
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 주식회사 효성 filed Critical 주식회사 효성
Priority to KR1020090099417A priority Critical patent/KR101148566B1/en
Publication of KR20110042646A publication Critical patent/KR20110042646A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101148566B1 publication Critical patent/KR101148566B1/en

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
    • H01M8/0618—Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
    • 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
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/12—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • 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
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04701—Temperature
    • H01M8/04738—Temperature of auxiliary devices, e.g. reformer, compressor, 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00132—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
    • B01J2219/00137—Peltier cooling elements
    • 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
    • C01B2203/06—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
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1614—Controlling the temperature
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

연료 전지 시스템의 시프트 반응기가 최적의 동작 온도에서 동작하도록 제어할 수 있는 온도 제어 장치로써, 전류 인가 방향에 따라 냉각 또는 가열할 수 있는 열전 소자를 이용한 온도 제어 장치를 제공한다. A temperature control device capable of controlling a shift reactor of a fuel cell system to operate at an optimum operating temperature, and provides a temperature control device using a thermoelectric element capable of cooling or heating according to a current application direction.

연료 전지, 시프트(shift) 반응기, 온도 제어 Fuel cell, shift reactor, temperature control

Description

시프트 반응기 온도 제어 장치, 이를 포함하는 연료 전지 시스템 및 이를 이용한 시프트 반응기 온도 제어 방법{Temperature control device of shift reactor, fuel cell system including the same and method for temperature control thereof}Shift reactor temperature control device, fuel cell system including same, and shift reactor temperature control method using same {Temperature control device of shift reactor, fuel cell system including the same and method for temperature control

본 실시예는 연료 전지 시스템의 온도 제어 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전 소자를 이용한 시프트 반응기 온도 제어 장치, 이를 포함하는 연료 전지 시스템 및 이를 이용한 시프트 반응기 온도 제어 방법에 관한 것이다.The present embodiment relates to a temperature control technology of a fuel cell system, and more particularly, to a shift reactor temperature control apparatus using a thermoelectric element, a fuel cell system including the same, and a shift reactor temperature control method using the same.

일반적으로, 연료 전지 시스템은 수소와 산소의 화학적인 반응에 의해 전기 에너지로 바꾸는 발전 장치로서, 전력 수요 증가에 따른 전원 확보의 어려움과 날로 증가되는 지구 환경문제를 해결할 수 있는 대안으로서 연구 개발되고 있다. In general, a fuel cell system is a power generation device that converts electric energy by a chemical reaction between hydrogen and oxygen, and is being researched and developed as an alternative to solve the difficulty of securing power and increasing global environmental problems due to increased power demand. .

연료 전지 시스템에서 수소는 대체적으로 메탄올, 에탄올 등의 알코올계 연료나 메탄, 프로판, 부탄 등의 탄화수소계 연료 또는 액화천연가스 등의 천연가스계 연료와 같은 수소함유연료를 연료 처리 장치를 통해 개질함으로써 얻어진다.In a fuel cell system, hydrogen is generally reformed through a fuel processing device by reforming an alcohol fuel such as methanol or ethanol, a hydrocarbon fuel such as methane, propane, butane, or a hydrogen-containing fuel such as a natural gas fuel such as liquefied natural gas. Obtained.

개질기라고도 불리는 연료처리장치는 개질 반응기와 시프트(Shift) 반응기 및 다단의 열 교환기 등을 포함한다. 개질 반응기와 시프트 반응기는 내부에 촉매 를 포함하고 있으며, 외부로부터 제공된 물(또는, 수증기)와 수소함유연료를 촉매와 반응시켜 수소를 생성할 수 있다. The fuel processing apparatus, also called a reformer, includes a reforming reactor, a shift reactor, a multistage heat exchanger, and the like. The reforming reactor and the shift reactor include a catalyst therein, and may generate hydrogen by reacting water (or steam) and hydrogen-containing fuel provided from the outside with the catalyst.

개질 반응기나 시프트 반응기에 포함된 촉매는 활성 온도에서 동작해야 그 효율이 증가한다. 이를 위하여 시프트 반응기의 경우에는 연료 전지 시스템의 초기 시동시에 촉매 예열 동작을 수행한다. The catalyst contained in the reforming reactor or shift reactor must be operated at an active temperature to increase its efficiency. To this end, the shift reactor performs a catalyst preheating operation at initial startup of the fuel cell system.

예컨대, 연료 전지 시스템은 초기 시동시에 외부로부터 수소함유연료(또는, 개질반응가스)를 제외한 물 만을 개질기의 다단의 열 교환기로 공급하고, 다단의 열 교환기에서 발생된 수증기를 이용하여 시프트 반응기의 내부 열 교환기를 예열하며, 예열된 시프트 반응기의 열 교환기를 이용하여 시프트 반응기의 촉매를 예열한다.For example, the fuel cell system supplies only water except the hydrogen-containing fuel (or reforming reaction gas) from the outside to the multi-stage heat exchanger of the reformer at the initial startup, and uses water vapor generated from the multi-stage heat exchanger to The internal heat exchanger is preheated and the catalyst of the shift reactor is preheated using the heat exchanger of the preheated shift reactor.

그러나, 시프트 반응기의 내부 열 교환기는 시프트 반응기의 초기 예열 동작에서만 사용되기 때문에 그것이 차지하는 부피 면에서 비효율적이다.However, since the internal heat exchanger of the shift reactor is used only in the initial preheating operation of the shift reactor, it is inefficient in terms of the volume it occupies.

또한, 종래의 연료 전지 시스템에서는, 시프트 반응기의 동작 온도가 적정 온도 이상으로 상승한 경우에 개질수를 공급하여 동작 온도를 하강시키는 방법을 사용하고 있으나, 이러한 개질수에 의한 시프트 반응기의 촉매 손상 등이 발생될 수 있다. 이는 연료 전지 시스템의 효율을 떨어뜨리게 된다. Further, in the conventional fuel cell system, a method of supplying reformed water and lowering the operating temperature when the operating temperature of the shift reactor rises above an appropriate temperature is used. Can be generated. This reduces the efficiency of the fuel cell system.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 연료 전지 시스템의 시프트 반응기를 최적의 온도로 예열하거나 냉각할 수 있는 열전 소자를 이용한 시프트 반응기 온도 제어 장치를 제공하고자 하는데 있다.An object of the present invention is to provide a shift reactor temperature control apparatus using a thermoelectric element capable of preheating or cooling a shift reactor of a fuel cell system to an optimum temperature.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 온도 제어 장치를 포함하는 연료 전지 시스템을 제공하고자 하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a fuel cell system including a temperature control device.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 온도 제어 장치를 이용한 시프트 반응기 온도 제어 방법을 제공하고자 하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a shift reactor temperature control method using a temperature control device.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 시프트 반응기의 온도 제어 장치는, 시프트 반응기의 외주면을 감싸는 열전 소자 및 시프트 반응기로부터 센싱된 동작 온도와 하나 이상의 기준 온도를 비교하고, 비교 결과에 따라 열전 소자에 서로 다른 방향의 전류를 공급하는 제어부를 포함한다. 상기 열전 소자는 제어부로부터 공급된 전류의 방향에 따라 시프트 반응기의 외주면과 접촉되는 일면이 발열되거나 또는 흡열되는 동작을 수행한다.The temperature control device of the shift reactor according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, the operating temperature sensed from the thermoelectric element and the shift reactor surrounding the outer peripheral surface of the shift reactor and one or more reference temperature to compare the results Accordingly, the control unit for supplying a current in a different direction to the thermoelectric element. The thermoelectric element performs an operation in which one surface of the thermoelectric element is in contact with the outer circumferential surface of the shift reactor in accordance with the direction of the current supplied from the controller to generate heat or endotherm.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 시스템은, 일면이 시프트 반응기의 외주면을 감싸는 열전 소자, 열전 소자의 타면에 접촉되는 제1 열 교환기 및 시프트 반응기로부터 센싱된 동작 온도와 하나 이상의 기준 온도를 비교하고, 비교 결과에 따라 열전 소자에 서로 다른 방향의 전류를 공급하는 제어부를 포함한다. 상기 열전 소자는 제어부로부터 공급된 전류의 방향에 따라 일면이 발열되거나 또는 흡열되는 동작을 수행하고, 상기 제1 열 교환기는 열전 소자의 일면이 흡열될 때 타면에서 발생되는 열을 회수한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including a thermoelectric element having one surface surrounding an outer circumferential surface of a shift reactor, a first heat exchanger contacting the other surface of the thermoelectric element, and an operating temperature sensed from the shift reactor. And a control unit for comparing the at least one reference temperature and supplying current in different directions to the thermoelectric element according to the comparison result. The thermoelectric element performs an operation in which one surface is heated or endothermic in accordance with the direction of the current supplied from the controller, and the first heat exchanger recovers heat generated from the other surface when one surface of the thermoelectric element is absorbed.

상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 시프트 반 응기 온도 제어 방법은, 외주면을 감싸는 열전 소자를 포함하는 시프트 반응기의 동작 온도를 센싱하고, 센싱된 동작 온도와 하나 이상의 기준 온도를 비교하는 단계 및 비교 결과에 따라 외주면과 접촉되는 열전 소자의 일면이 발열되거나 또는 흡열되는 동작을 수행하도록 제어하여 시프트 반응기의 동작 온도를 제어하는 단계를 포함한다.The shift reactor temperature control method according to an embodiment of the present invention for solving the another problem, the operating temperature of the shift reactor including a thermoelectric element surrounding the outer circumference, the sensed operating temperature and at least one reference temperature Comprising a step of controlling and controlling the operation temperature of the shift reactor to perform the operation that the one surface of the thermoelectric element in contact with the outer circumferential surface is generated or endotherm according to the comparison result.

본 발명에 따른 연료 전지 시스템의 시프트 반응기 온도 제어 장치, 이를 포함하는 연료 전지 시스템 및 이를 이용한 온도 제어 방법은, 시프트 반응기의 외주면을 열전 소자를 이용하여 감싸고, 외부로부터 열전 소자에 인가되는 전류의 방향을 전환시킴에 따라 시프트 반응기를 예열 또는 냉각 시킴으로써, 시프트 반응기가 최적의 동작 온도에서 동작할 수 있도록 할 수 있다. A shift reactor temperature control apparatus of a fuel cell system according to the present invention, a fuel cell system including the same, and a temperature control method using the same include: surrounding the outer circumferential surface of the shift reactor by using a thermoelectric element, and a direction of current applied to the thermoelectric element from the outside; By preheating or cooling the shift reactor in accordance with the conversion, the shift reactor can be operated at an optimum operating temperature.

또한, 종래의 시프트 반응기의 내부에서 사용되던 열 교환기를 제거함으로써, 연료 전지 시스템 전체의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, by removing the heat exchanger used in the conventional shift reactor, it is possible to reduce the size of the entire fuel cell system.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the embodiments of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings that illustrate embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 연료 전지 시스템을 Ⅱ~Ⅱ'의 선으로 절단한 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the fuel cell system of FIG. 1 taken along lines II to II '.

도 1 및 도 2를 참조하면, 연료 전지 시스템(10)은 연료 처리 장치, 예컨대 개질기(100) 및 버너(200)를 포함할 수 있다.1 and 2, the fuel cell system 10 may include a fuel processor, such as a reformer 100 and a burner 200.

개질기(100)는 하나 이상의 반응기, 예컨대 개질 반응기(140)와 시프트 반응기(110)를 포함할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 개질기(100)는 PROX 반응기(미도시)를 더 포함할 수 있다. Reformer 100 may include one or more reactors, such as reforming reactor 140 and shift reactor 110. In addition, although not shown in the drawings, the reformer 100 may further include a PROX reactor (not shown).

개질 반응기(140)는 도면에 도시되지 않은 연료 탱크(미도시)로부터 탄화수소 연료를 공급받고, 공기 공급 밸브(미도시)를 통해 공기를 공급받을 수 있다. The reforming reactor 140 may receive hydrocarbon fuel from a fuel tank (not shown), which is not shown in the drawings, and may receive air through an air supply valve (not shown).

개질 반응기(140)는 스팀, 부분 산화 또는 오토 서멀(auto thermal)과 같은 알려진 촉매 중재 개질 방법을 이용하여 공기와 탄화수소 연료의 혼합물을 개질하고, 결과물로써 수소를 갖는 개질 가스를 생성한다.Reforming reactor 140 reforms the mixture of air and hydrocarbon fuel using known catalytic mediated reforming methods such as steam, partial oxidation or auto thermal, and produces a reformed gas with hydrogen as a result.

개질 반응기(140)에서 생성된 개질 가스는 파이프(pipe) 등과 같은 접속 부재를 통해 시프트 반응기(110)로 공급될 수 있다.The reformed gas generated in the reforming reactor 140 may be supplied to the shift reactor 110 through a connecting member such as a pipe.

시프트(shift) 반응기(110)는 촉매를 이용하여 개질 반응기(140)로부터 공급된 개질 가스에 포함된 일산화탄소(Co)와 수증기를 반응시켜 일산화탄소(CO)를 이산화탄소(CO2)로 변환시킬 수 있다. 시프트 반응기(110)는 개질 가스 내의 일산화탄소 농도를 낮출 수 있다.The shift reactor 110 may convert carbon monoxide (CO) into carbon dioxide (CO2) by reacting water vapor with carbon monoxide (Co) included in the reforming gas supplied from the reforming reactor 140 using a catalyst. The shift reactor 110 can lower the carbon monoxide concentration in the reforming gas.

시프트 반응기(110)를 통과한 일산화탄소 농도가 낮아진 개질 가스는 파이프를 통해 연료 전지(미도시)로 공급되거나 또는 PROX 반응기로 공급될 수 있다. The reformed gas having a low carbon monoxide concentration passing through the shift reactor 110 may be supplied to a fuel cell (not shown) through a pipe or to a PROX reactor.

PROX 반응기는 촉매를 이용하여 시프트 반응기(110)로부터 공급된 개질 가스에 포함된 일산화탄소와 공기 중의 산소(O2)를 반응시켜 일산화탄소를 이산화탄소로 변환시킬 수 있다. PROX 반응기를 통과한 일산화탄소 농도가 낮아진 개질 가스는 연료 전지로 공급될 수 있다. The PROX reactor may convert carbon monoxide into carbon dioxide by reacting carbon monoxide contained in the reformed gas supplied from the shift reactor 110 with oxygen (O 2) in the air using a catalyst. The reformed gas having a low carbon monoxide concentration passed through the PROX reactor can be supplied to the fuel cell.

즉, 개질 반응기(140)에 의해 생성된 개질 가스는 시프트 반응기(110)와 PROX 반응기를 통과하면서 개질 가스에 포함된 일산화탄소의 농도가 낮아질 수 있다.That is, the reformed gas generated by the reforming reactor 140 may have a low concentration of carbon monoxide included in the reforming gas while passing through the shift reactor 110 and the PROX reactor.

개질기(100)는 열전 소자(120), 제어부(160), 전류원(170), 제1 열 교환기(130) 및 제2 열 교환기(150)를 더 포함할 수 있다.The reformer 100 may further include a thermoelectric element 120, a controller 160, a current source 170, a first heat exchanger 130, and a second heat exchanger 150.

열전 소자(120)는 일면(121a)이 시프트 반응기(110)의 외주면을 감싸며 배치될 수 있다. 열전 소자(120)는 외부로부터 입력되는 전류(또는, 전압)에 따라 발열 또는 흡열 동작을 동시에 수행할 수 있는 소자이다. The thermoelectric element 120 may be disposed such that one surface 121a surrounds the outer circumferential surface of the shift reactor 110. The thermoelectric element 120 is a device capable of simultaneously generating heat or endothermic according to a current (or voltage) input from the outside.

예컨대, 열전 소자(120)는 서로 다른 전기적 특성을 가지는 이종의 금속이 접합되어 형성된 펠티에(peltier) 소자일 수 있으며, 외부로부터 펠티에 소자의 접합면에 인가되는 전류의 방향을 전환하는 동작을 통해 펠티에 소자의 일면이 발열 또는 흡열 동작을 수행하도록 할 수 있다. 여기서, 펠티에 소자의 일면이 발열 또는 흡열될 때 타면은 반대의 동작, 즉 흡열 또는 발열될 수 있다.For example, the thermoelectric element 120 may be a peltier device formed by joining dissimilar metals having different electrical characteristics, and may be a Peltier through an operation of switching a current applied to a bonding surface of the Peltier device from the outside. One surface of the device may be configured to perform an exothermic or endothermic operation. Here, when one surface of the Peltier device is exothermic or endothermic, the other surface may be reversely operated, that is, endothermic or exothermic.

제어부(160)는 시프트 반응기(110)로부터 센싱된 센싱 온도(TS), 예컨대 시프트 반응기(110)의 현재 동작 온도와 하나 이상의 기준 온도(Ref1, Ref2)를 비교하고, 비교 결과에 따라 전류원(170)을 제어할 수 있는 제어 신호(CNT)를 출력할 수 있다.The controller 160 compares the sensing temperature TS sensed from the shift reactor 110, for example, the current operating temperature of the shift reactor 110 with one or more reference temperatures Ref1 and Ref2, and according to the comparison result, the current source 170. ) Can output a control signal (CNT) to control.

전류원(170)은 제어부(160)로부터 출력된 제어 신호(CNT)에 따라 열전 소자(120)에 공급되는 전류의 방향을 전환시켜 제1 방향 전류(I1) 또는 제2 방향 전류(I2)를 출력할 수 있다. 제1 방향 전류(I1) 또는 제2 방향 전류(I2)는 열전 소자(120)로 공급되어 열전 소자(120)의 발열 또는 흡열 동작을 제어할 수 있다.The current source 170 changes the direction of the current supplied to the thermoelectric element 120 according to the control signal CNT output from the controller 160 to output the first direction current I1 or the second direction current I2. can do. The first direction current I1 or the second direction current I2 may be supplied to the thermoelectric element 120 to control the heat generation or endothermic operation of the thermoelectric element 120.

제1 열 교환기(130)는 시프트 반응기(110) 및 열전 소자(120)의 외측에 배치되고, 시프트 반응기(110)의 외주면에 접촉된 열전 소자(120)의 일면(121a)이 전류원(170)으로부터 공급된 제1 방향 전류(I1) 또는 제2 방향 전류(I2)에 의하여 발열 동작을 수행할 때, 타면(121b)에서 발생되는 열을 회수할 수 있다.The first heat exchanger 130 is disposed outside the shift reactor 110 and the thermoelectric element 120, and one surface 121a of the thermoelectric element 120 contacting the outer circumferential surface of the shift reactor 110 is the current source 170. When the heating operation is performed by the first direction current I1 or the second direction current I2 supplied from the second surface 121b, heat generated on the other surface 121b may be recovered.

제1 열 교환기(130)는 회수된 열을 이용하여 외부로부터 공급되는 물을 가열하고, 가열된 물을 제2 열 교환기(150)로 제공할 수 있다.The first heat exchanger 130 may heat the water supplied from the outside using the recovered heat, and provide the heated water to the second heat exchanger 150.

제2 열 교환기(150)는 버너(200)로부터 제공된 열량을 이용하여 제1 열 교환기(130)로부터 제공된 가열된 물로부터 수증기를 발생시킬 수 있다. 수증기는 개질 반응기(140)로 제공될 수 있다.The second heat exchanger 150 may generate water vapor from the heated water provided from the first heat exchanger 130 using the amount of heat provided from the burner 200. Water vapor may be provided to the reforming reactor 140.

버너(200)는 외부로부터 연료와 공기를 제공받고, 이를 연소시켜 열량을 발생한다. 버너(200)에 의해 발생된 열량은 제2 열 교환기(150)를 비롯한 개질기(100)의 반응 동작을 위해 사용될 수 있다.The burner 200 receives fuel and air from the outside and burns it to generate heat. The amount of heat generated by burner 200 may be used for the reaction operation of reformer 100, including second heat exchanger 150.

도 3은 도 1에 도시된 연료 전지 시스템의 시프트 반응기 온도 제어 동작의 순서도이다. 3 is a flowchart of a shift reactor temperature control operation of the fuel cell system shown in FIG. 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 연료 전지 시스템(10)이 초기 구동을 개시하면, 제어부(160)는 시프트 반응기(110)의 동작 온도를 센싱할 수 있다(S10).1 to 3, when the fuel cell system 10 starts initial driving, the controller 160 may sense an operating temperature of the shift reactor 110 (S10).

제어부(160)는 센싱 온도(TS)를 하나 이상의 기준 온도, 예컨대 제1 기준 온도(Ref1) 및 제2 기준 온도(Ref2)와 비교할 수 있다(S20, S25). The controller 160 may compare the sensing temperature TS with one or more reference temperatures, for example, the first reference temperature Ref1 and the second reference temperature Ref2 (S20 and S25).

여기서, 제1 기준 온도(Ref1) 및 제2 기준 온도(Ref2)는 시프트 반응기(110)가 최적의 동작을 수행할 수 있는 온도 구간을 형성하는 기준 온도일 수 있으며, 본 실시예에서는 제1 기준 온도(Ref1)가 제2 기준 온도(Ref2)보다 높은 온도 값을 가지는 예를 들어 설명한다.Here, the first reference temperature (Ref1) and the second reference temperature (Ref2) may be a reference temperature forming a temperature section in which the shift reactor 110 can perform an optimal operation, in this embodiment the first reference temperature An example in which the temperature Ref1 has a higher temperature value than the second reference temperature Ref2 will be described.

제어부(160)의 비교 결과(S20), 센싱 온도(TS)가 제1 기준 온도(Ref1)보다 높으면(Yes), 제어부(160)는 시프트 반응기(110)의 동작 온도를 낮추기 위하여 전류원(170)에 제어 신호(CNT)를 출력할 수 있다(S30).As a result of the comparison of the control unit 160 (S20), when the sensing temperature TS is higher than the first reference temperature Ref1 (Yes), the control unit 160 lowers the operating temperature of the shift reactor 110 to the current source 170. The control signal CNT may be output to (S30).

전류원(170)은 제어 신호(CNT)에 따라 제1 방향 전류(I1)를 열전 소자(120)로 출력하고(S40), 열전 소자(120)는 제공된 제1 방향 전류(I1)에 의해 일면, 즉 시프트 반응기(110)의 외주면에 접촉된 일면(121a)에서 흡열 동작을 수행할 수 있다. 이에 따라, 시프트 반응기(110)는 냉각될 수 있다(S50). The current source 170 outputs the first directional current I1 to the thermoelectric element 120 according to the control signal CNT (S40), and the thermoelectric element 120 has one surface by the provided first directional current I1. That is, the endothermic operation may be performed on one surface 121a in contact with the outer circumferential surface of the shift reactor 110. Accordingly, the shift reactor 110 may be cooled (S50).

이때, 열전 소자(120)의 타면(121b), 즉 제1 열 교환기(130)에 접촉된 열전 소자(120)의 타면(121b)에서는 발열 동작이 수행되고, 이에 따른 열이 발생된다. 제1 열 교환기(130)는 열전 소자(120)의 타면(121b)에서 발열되는 열을 회수하고(S70), 회수된 열을 이용하여 외부로부터 공급되는 물을 가열할 수 있다(S80).At this time, the other surface 121b of the thermoelectric element 120, that is, the other surface 121b of the thermoelectric element 120 in contact with the first heat exchanger 130, generates a heat operation, thereby generating heat. The first heat exchanger 130 may recover heat generated from the other surface 121b of the thermoelectric element 120 (S70), and heat water supplied from the outside using the recovered heat (S80).

제1 열 교환기(130)에 의해 가열된 물은 제2 열 교환기(150)로 공급될 수 있다. 제2 열 교환기(150)는 공급된 가열된 물로부터 수증기를 생성할 수 있다. 즉, 제2 열 교환기(150)는 버너(200)로부터 제공된 열량을 이용하여 제1 열 교환기(130)로부터 공급된 가열된 물을 다시 가열하는 동작을 수행하고, 이의 결과물로써 수증기를 발생시킬 수 있다.Water heated by the first heat exchanger 130 may be supplied to the second heat exchanger 150. The second heat exchanger 150 may produce water vapor from the supplied heated water. That is, the second heat exchanger 150 may perform an operation of heating the heated water supplied from the first heat exchanger 130 again using the amount of heat provided from the burner 200, and may generate water vapor as a result thereof. have.

한편, 제1 열 교환기(130)에 공급되는 물과 개질 반응 연료는 열전 소자(120)에 의하여 시프트 반응기(110)가 충분히 예열된 후에 공급되는 것이 바람직하다. 이는, 열전 소자(120)에 의해 시프트 반응기(110)가 예열되는 동안에는 열전 소자(120)의 타면(121b)이 냉각되기 때문이며, 이러한 열전 소자(120)의 타면(121b)의 냉각은 이에 접촉된 제1 열 교환기(130)의 열량을 소비할 수 있기 때문이다.Meanwhile, the water and the reforming reaction fuel supplied to the first heat exchanger 130 are preferably supplied after the shift reactor 110 is sufficiently preheated by the thermoelectric element 120. This is because the other surface 121b of the thermoelectric element 120 is cooled while the shift reactor 110 is preheated by the thermoelectric element 120, and the cooling of the other surface 121b of the thermoelectric element 120 is in contact therewith. This is because the heat amount of the first heat exchanger 130 can be consumed.

또한, 비교 결과(S20) 센싱 온도(TS)가 제1 기준 온도(Ref1)보다 낮으면(No), 제어부(160)는 센싱 온도(TS)와 제2 기준 온도(Ref2)를 비교할 수 있다(S25).In addition, when the sensing temperature TS of the comparison result S20 is lower than the first reference temperature Ref1 (No), the controller 160 may compare the sensing temperature TS and the second reference temperature Ref2 ( S25).

비교 결과(S25), 센싱 온도(TS)가 제2 기준 온도(Ref2)보다 높으면(No), 제어부(160)는 시프트 반응기(110)가 최적의 동작 온도에서 동작하고 있다고 판단하고, 시프트 반응기(110)의 온도 센싱 동작을 종료할 수 있다(S60).As a result of the comparison (S25), when the sensing temperature TS is higher than the second reference temperature Ref2 (No), the controller 160 determines that the shift reactor 110 is operating at the optimum operating temperature, and the shift reactor ( The temperature sensing operation of 110 may be terminated (S60).

그러나, 비교 결과(S25) 센싱 온도(TS)가 제2 기준 온도(Ref2)보다 낮으면(Yes), 제어부(160)는 시프트 반응기(110)의 동작 온도를 높이기 위하여 전류원(170)에 제어 신호(CNT)를 출력할 수 있다(S35). However, if the sensing temperature TS of the comparison result S25 is lower than the second reference temperature Ref2 (Yes), the controller 160 controls the control signal to the current source 170 to increase the operating temperature of the shift reactor 110. (CNT) can be output (S35).

이때, 제어부(160)로부터 시프트 반응기(110)의 동작 온도를 높이기 위하여 출력되는 제어 신호(CNT)는 앞서 시프트 반응기(110)의 동작 온도를 낮추기 위하여 출력되는 제어 신호(CNT)와 서로 다른 두 개의 신호이거나, 또는 하나의 제어 신호(CNT)에서 레벨을 다르게 조절한 신호일 수 있다.In this case, the control signal CNT output from the controller 160 to increase the operating temperature of the shift reactor 110 may be different from the control signal CNT previously outputted to lower the operating temperature of the shift reactor 110. It may be a signal or a signal obtained by differently adjusting the level in one control signal CNT.

전류원(170)은 제어 신호(CNT)에 따라 제2 방향 전류(I2)를 열전 소자(120)로 출력하고(S45), 열전 소자(120)는 제공된 제2 방향 전류(I2)에 의해 시프트 반응기(110)의 외주면에 접촉된 일면(121a)에서 발열 동작을 수행할 수 있다. 이에 따라, 시프트 반응기(110)는 가열될 수 있다(S55).The current source 170 outputs the second directional current I2 to the thermoelectric element 120 according to the control signal CNT (S45), and the thermoelectric element 120 is shifted by the provided second directional current I2. The heating operation may be performed on one surface 121a in contact with the outer circumferential surface of the 110. Accordingly, the shift reactor 110 may be heated (S55).

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 시스템의 일부를 도시한 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram illustrating a portion of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 연료 전지 시스템을 Ⅱ~Ⅱ'의 선으로 절단한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the fuel cell system of FIG. 1 taken along lines II to II '. FIG.

도 3은 도 1에 도시된 연료 전지 시스템의 시프트 반응기 온도 제어 동작의 순서도이다.3 is a flowchart of a shift reactor temperature control operation of the fuel cell system shown in FIG. 1.

Claims (14)

시프트 반응기의 외주면을 감싸는 열전 소자; 및A thermoelectric element surrounding an outer circumferential surface of the shift reactor; And 상기 시프트 반응기로부터 센싱된 동작 온도와 하나 이상의 기준 온도를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 열전 소자에 서로 다른 방향의 전류를 공급하는 제어부를 포함하고,A control unit for comparing the operating temperature sensed from the shift reactor with at least one reference temperature, and supplying current in different directions to the thermoelectric element according to a comparison result; 상기 열전 소자는 상기 제어부로부터 공급된 전류의 방향에 따라 상기 시프트 반응기의 외주면과 접촉되는 일면이 발열되거나 또는 흡열되는 동작을 수행하는 시프트 반응기 온도 제어 장치.The thermoelectric element is a shift reactor temperature control device for performing an operation that the one surface in contact with the outer circumferential surface of the shift reactor to generate heat or endotherm according to the direction of the current supplied from the controller. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 하나 이상의 기준 온도는 제1 기준 온도와 상기 제1 기준 온도보다 낮은 제2 기준 온도를 포함하고,The at least one reference temperature comprises a first reference temperature and a second reference temperature lower than the first reference temperature, 상기 센싱된 동작 온도가 상기 제1 기준 온도보다 높으면, 상기 제어부는 상기 열전 소자의 상기 일면이 흡열 동작을 수행하도록, 상기 시프트 반응기의 외주면과 접촉되는 상기 열전소자의 일면이 상기 제1 기준 온도보다 저온이고, 열 교환기의 내주면과 접촉되는 상기 열전소자의 타면이 상기 제1 기준 온도보다 고온이 되도록하는 제1 방향의 전류를 상기 열전 소자로 공급하는 시프트 반응기 온도 제어 장치.If the sensed operating temperature is higher than the first reference temperature, the controller is configured such that one surface of the thermoelectric element is in contact with an outer circumferential surface of the shift reactor so that one surface of the thermoelectric element performs an endothermic operation than the first reference temperature. A shift reactor temperature control device for supplying a current in a first direction to the thermoelectric element at a low temperature so that the other surface of the thermoelectric element in contact with the inner circumferential surface of the heat exchanger is higher than the first reference temperature. 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2, 상기 센싱된 동작 온도가 상기 제2 기준 온도보다 낮으면, 상기 제어부는 상기 열전 소자의 상기 일면이 발열 동작을 수행하도록, 상기 시프트 반응기의 외주면과 접촉되는 상기 열전소자의 일면이 상기 제2 기준 온도보다 고온이고, 열 교환기의 내주면과 접촉되는 상기 열전소자의 타면이 상기 제2 기준 온도보다 저온이 되도록 하는 제2 방향의 전류를 상기 열전 소자로 공급하는 시프트 반응기 온도 제어 장치.If the sensed operating temperature is lower than the second reference temperature, the controller is configured such that one surface of the thermoelectric element is in contact with an outer circumferential surface of the shift reactor so that the one surface of the thermoelectric element performs a heating operation. A shift reactor temperature control device for supplying a current in a second direction to the thermoelectric element such that the other surface of the thermoelectric element, which is hotter and in contact with the inner circumferential surface of the heat exchanger, is lower than the second reference temperature. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 열전 소자의 타면에 접촉되는 열 교환기를 더 포함하고, Further comprising a heat exchanger in contact with the other surface of the thermoelectric element, 상기 열 교환기는 상기 열전 소자의 상기 일면이 흡열될 때 상기 타면에서 발생되는 열을 회수하는 시프트 반응기 온도 제어 장치.And the heat exchanger recovers heat generated at the other surface when the one surface of the thermoelectric element is absorbed. 일면이 시프트 반응기의 외주면을 감싸는 열전 소자; A thermoelectric element on one surface of which surrounds an outer circumferential surface of the shift reactor; 상기 열전 소자의 타면에 접촉되는 제1 열 교환기; 및A first heat exchanger in contact with the other surface of the thermoelectric element; And 상기 시프트 반응기로부터 센싱된 동작 온도와 하나 이상의 기준 온도를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 열전 소자에 서로 다른 방향의 전류를 공급하는 제어부를 포함하고,A control unit for comparing the operating temperature sensed from the shift reactor with at least one reference temperature, and supplying current in different directions to the thermoelectric element according to a comparison result; 상기 열전 소자는 상기 제어부로부터 공급된 전류의 방향에 따라 상기 일면이 발열되거나 또는 흡열되는 동작을 수행하고, 상기 제1 열 교환기는 상기 열전 소자의 상기 일면이 흡열될 때 상기 타면에서 발생되는 열을 회수하는 연료 전지 시스템.The thermoelectric element performs an operation in which one surface of the thermoelectric element is heated or absorbed in accordance with the direction of the current supplied from the controller, and the first heat exchanger is configured to receive heat generated from the other surface when the one surface of the thermoelectric element is absorbed. Recover fuel cell system. 청구항 5에 있어서, The method according to claim 5, 상기 하나 이상의 기준 온도는 제1 기준 온도와 상기 제1 기준 온도보다 낮은 제2 기준 온도를 포함하고,The at least one reference temperature comprises a first reference temperature and a second reference temperature lower than the first reference temperature, 상기 센싱된 동작 온도가 상기 제1 기준 온도보다 높으면, 상기 제어부는 상기 열전 소자의 상기 일면이 흡열 동작을 수행하도록, 상기 시프트 반응기의 외주면과 접촉되는 상기 열전소자의 일면이 상기 제1 기준 온도보다 저온이고, 상기 제1 열 교환기의 내주면과 접촉되는 상기 열전소자의 타면이 상기 제1 기준 온도보다 고온이 되도록 하는 제1 방향의 전류를 상기 열전 소자로 공급하는 연료 전지 시스템.If the sensed operating temperature is higher than the first reference temperature, the controller is configured such that one surface of the thermoelectric element is in contact with an outer circumferential surface of the shift reactor so that one surface of the thermoelectric element performs an endothermic operation than the first reference temperature. A fuel cell system for supplying a current in a first direction to the thermoelectric element such that the other surface of the thermoelectric element, which is low temperature and is in contact with the inner circumferential surface of the first heat exchanger, is higher than the first reference temperature. 청구항 6에 있어서, The method of claim 6, 상기 센싱된 동작 온도가 상기 제2 기준 온도보다 낮으면, 상기 제어부는 상기 열전 소자의 상기 일면이 발열 동작을 수행하도록, 상기 시프트 반응기의 외주면과 접촉되는 상기 열전소자의 일면이 상기 제2기준 온도보다 고온이고, 상기 제1 열 교환기의 내주면과 접촉되는 상기 열전소자의 타면이 상기 제2 기준 온도보다 저온이 되도록 하는 제2 방향의 전류를 상기 열전 소자로 공급하는 연료 전지 시스템.If the sensed operating temperature is lower than the second reference temperature, the controller is configured such that one surface of the thermoelectric element is in contact with an outer circumferential surface of the shift reactor so that the one surface of the thermoelectric element performs a heating operation. A fuel cell system for supplying a current in a second direction to the thermoelectric element that is higher temperature and the other surface of the thermoelectric element in contact with the inner circumferential surface of the first heat exchanger is lower than the second reference temperature. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 제1 열 교환기는 외부로부터 물을 공급받고, 상기 열전 소자로부터 회수한 열을 이용하여 상기 물을 가열하는 연료 전지 시스템.And the first heat exchanger receives water from the outside and heats the water using heat recovered from the thermoelectric element. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8, 상기 제1 열 교환기로부터 가열된 물을 공급받아 수증기를 생성하는 제2 열 교환기를 더 포함하는 연료 전지 시스템.And a second heat exchanger receiving water heated from the first heat exchanger to generate water vapor. 외주면을 감싸는 열전 소자를 포함하는 시프트 반응기의 동작 온도를 센싱하고, 센싱된 상기 동작 온도와 하나 이상의 기준 온도를 비교하는 단계; 및Sensing an operating temperature of a shift reactor including a thermoelectric element surrounding an outer circumferential surface, and comparing the sensed operating temperature with at least one reference temperature; And 비교 결과에 따라 상기 외주면과 접촉되는 상기 열전 소자의 일면이 발열되 거나 또는 흡열되는 동작을 수행하도록 제어하여 상기 시프트 반응기의 동작 온도를 제어하는 단계를 포함하는 시프트 반응기 온도 제어 방법.And controlling an operating temperature of the shift reactor by controlling one surface of the thermoelectric element in contact with the outer circumferential surface to generate heat or endotherm according to a comparison result. 청구항 10에 있어서, The method of claim 10, 상기 하나 이상의 기준 온도는 제1 기준 온도와 상기 제1 기준 온도보다 낮은 제2 기준 온도를 포함하고, The at least one reference temperature comprises a first reference temperature and a second reference temperature lower than the first reference temperature, 상기 시프트 반응기의 동작 온도를 제어하는 단계는,Controlling the operating temperature of the shift reactor, 비교 결과 상기 동작 온도가 상기 제1 기준 온도보다 높으면, 상기 열전 소자의 상기 일면이 흡열 동작을 수행하도록, 상기 시프트 반응기의 외주면과 접촉되는 상기 열전소자의 일면이 상기 제1 기준 온도보다 저온이고, 열 교환기의 내주면과 접촉되는 상기 열전소자의 타면이 상기 제1 기준 온도보다 고온이 되도록 하는 제1 방향의 전류를 상기 열전 소자로 공급하여 상기 시프트 반응기를 냉각시키는 시프트 반응기 온도 제어 방법.As a result of the comparison, when the operating temperature is higher than the first reference temperature, one surface of the thermoelectric element contacting the outer circumferential surface of the shift reactor is lower than the first reference temperature so that the one surface of the thermoelectric element performs an endothermic operation. And cooling the shift reactor by supplying a current in a first direction to the thermoelectric element such that the other surface of the thermoelectric element in contact with an inner circumferential surface of a heat exchanger becomes hotter than the first reference temperature. 청구항 11에 있어서,The method of claim 11, 상기 시프트 반응기의 동작 온도를 제어하는 단계는,Controlling the operating temperature of the shift reactor, 비교 결과 상기 동작 온도가 상기 제2 기준 온도보다 낮으면, 상기 열전 소자의 상기 일면이 발열 동작을 수행하도록, 상기 시프트 반응기의 외주면과 접촉되는 상기 열전소자의 일면이 상기 제2 기준 온도보다 고온이고, 열 교환기의 내주면과 접촉되는 상기 열전소자의 타면이 상기 제2 기준 온도보다 저온이 되도록 하는 제2 방향의 전류를 상기 열전 소자로 공급하여 상기 시프트 반응기를 가열시키는 시프트 반응기 온도 제어 방법.As a result of comparison, when the operating temperature is lower than the second reference temperature, one surface of the thermoelectric element contacting the outer circumferential surface of the shift reactor is hotter than the second reference temperature so that the one surface of the thermoelectric element performs the exothermic operation. And heating the shift reactor by supplying a current in the second direction such that the other surface of the thermoelectric element in contact with the inner circumferential surface of a heat exchanger is lower than the second reference temperature to the thermoelectric element. 청구항 11에 있어서,The method of claim 11, 상기 시프트 반응기의 동작 온도를 제어하는 단계는,Controlling the operating temperature of the shift reactor, 비교 결과 상기 동작 온도가 상기 제1 기준 온도보다 낮고 상기 제2 기준 온 도보다 높으면, As a result of the comparison, when the operating temperature is lower than the first reference temperature and higher than the second reference temperature, 상기 시프트 반응기의 상기 동작 온도 센싱을 종료하는 시프트 반응기 온도 제어 방법.Shift reactor temperature control method of terminating said operating temperature sensing of said shift reactor. 청구항 10에 있어서,The method of claim 10, 상기 열전 소자의 상기 일면이 흡열될 때 발열되는 타면으로부터 열을 회수하고, 회수된 열을 이용하여 외부로부터 제공된 물을 가열하는 단계를 더 포함하는 시프트 반응기의 온도 제어 방법.Recovering heat from the other surface that generates heat when the one side of the thermoelectric element is endotherm, and using the recovered heat to heat the water provided from the outside.
KR1020090099417A 2009-10-19 2009-10-19 Temperature control device of shift reactor, fuel cell system including the same and method for temperature control thereof KR101148566B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090099417A KR101148566B1 (en) 2009-10-19 2009-10-19 Temperature control device of shift reactor, fuel cell system including the same and method for temperature control thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090099417A KR101148566B1 (en) 2009-10-19 2009-10-19 Temperature control device of shift reactor, fuel cell system including the same and method for temperature control thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110042646A KR20110042646A (en) 2011-04-27
KR101148566B1 true KR101148566B1 (en) 2012-05-23

Family

ID=44048024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090099417A KR101148566B1 (en) 2009-10-19 2009-10-19 Temperature control device of shift reactor, fuel cell system including the same and method for temperature control thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101148566B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002348102A (en) 2001-05-24 2002-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hydrogen purification equipment
JP2003197243A (en) 2001-11-19 2003-07-11 General Motors Corp <Gm> Unified fuel processing equipment for rapid starting and operation control
JP2003229147A (en) 2002-02-06 2003-08-15 Hitachi Ltd Temperature control method and device for shift reaction catalyst, and fuel cell generating system
KR100645594B1 (en) 2006-07-12 2006-11-15 한국에너지기술연구원 A cell or stack for testing performance of fuel cells and a method of testing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002348102A (en) 2001-05-24 2002-12-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hydrogen purification equipment
JP2003197243A (en) 2001-11-19 2003-07-11 General Motors Corp <Gm> Unified fuel processing equipment for rapid starting and operation control
JP2003229147A (en) 2002-02-06 2003-08-15 Hitachi Ltd Temperature control method and device for shift reaction catalyst, and fuel cell generating system
KR100645594B1 (en) 2006-07-12 2006-11-15 한국에너지기술연구원 A cell or stack for testing performance of fuel cells and a method of testing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110042646A (en) 2011-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5064830B2 (en) Reformer system, fuel cell system, and operation method thereof
JP4499701B2 (en) Fuel reforming system having movable heat source and fuel cell system having the same
US20070082238A1 (en) Reformer and fuel cell system using the same
TWI422095B (en) A reformer system, a fuel cell system and a method of operation
JP2009266541A (en) Method for operating indirect internal reforming solid oxide fuel cell system
JP5536636B2 (en) Fuel cell system
KR101148566B1 (en) Temperature control device of shift reactor, fuel cell system including the same and method for temperature control thereof
JP4902165B2 (en) Fuel cell reformer and fuel cell system comprising the fuel cell reformer
KR101220120B1 (en) High efficient Autothermal Reformer with inner preheater
KR101237778B1 (en) Reformer having spiral reactor
JP2008177059A (en) Reformer system, fuel cell system, and its operation method
JP2007179756A (en) Operation method of fuel battery
JP2004185942A (en) Hydrogen generating device for fuel cell
KR20110037228A (en) Temperature control device of fuel cell and method for temperature control thereof
WO2012090875A1 (en) Fuel cell system and desulfurization device
JP5525997B2 (en) Fuel cell power generation system and starting method thereof
KR101360586B1 (en) Multi-tube burner for fuel reformer and fuel reformer using the same
KR100859940B1 (en) Reformer of fuel cell system
JP2010275118A (en) Hydrogen production apparatus
JP4917791B2 (en) Fuel cell system
JP4835273B2 (en) Hydrogen generator and fuel cell system
JP5140361B2 (en) Fuel cell reformer
JP5154993B2 (en) Reformer
JP2009078938A (en) Desulfurizer and method for operating the same, and fuel cell system
WO2011122419A1 (en) Hydrogen production apparatus and fuel cell system

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
LAPS Lapse due to unpaid annual fee