KR101634816B1 - 연료전지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 고온형 연료전지에 해당하는 고체산화물 연료전지(SOFC)와 저온형 연료전지에 해당하는 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 함께 사용하여 전기 에너지를 생성하되, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 전기 생성시에 발생 되는 고온 배가스의 열을 이용하여서 공급 연료를 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 구동 가능하게 처리하여 고분자 전해질 연료전지(PEFC)에 공급함으로써, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 구동시에 발생되는 고온의 배가스를 이용하여 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 연동할 수 있어서 효율성 있게 전기 에너지를 생성할 수 있다.

Description

연료전지 시스템{Fuel Cell System}
본 발명은 연료 전지 시스템에 관한 것으로, 특히 고온형 연료전지의 전기 생성시에 발생 되는 고온 배가스의 열을 이용하여서 공급 연료를 저온형 연료전지를 구동 가능하게 처리하여 저온형 연료전지에 공급함으로써, 고온용 연료전지의 구동시에 발생되는 고온의 배가스를 이용하여 저온용 연료전지를 연동하여서 효율성 있게 전기 에너지를 생성하도록 하는 연료전지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 지구 환경을 개선하고자 하는 전 세계적인 노력의 일환으로 연료전지 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
연료전지는 화석연료를 전기 에너지로 변환시키는 과정에서 이산화탄소의 배출을 기존의 발전 방식에 비해 획기적으로 낮을 수 있다는 장점이 있다.
이와 같은 연료전지는 고온에서 반응하여 전기 에너지를 생성하는 고온형 연료전지와, 저온에서 반응하여 전기 에너지를 생성하는 저온형 연료전지를 포함한다.
종래에 저온형 연료전지를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 경우에, 수소를 연료로 사용하여 전기 에너지를 생성하되 낮은 온도에서 구동되므로 전기 에너지 생성시 발생되는 폐열을 활용할 수 없어서 전체적인 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있다.
그리고, 종래에는 고온형 연료전지에 연료와 공기를 공급하여 전기 에너지를 생성하였으나 해당 전기 에너지 생성시에 발생되는 고온의 배가스를 전기 에너지 생성에 효율적으로 활용할 수 있는 방안이 미흡한 실정에 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 고온형 연료전지에 해당하는 고체산화물 연료전지(SOFC)와 저온형 연료전지에 해당하는 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 함께 사용하여 전기 에너지를 생성하되, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 전기 생성시에 발생 되는 고온 배가스의 열을 이용하여서 공급 연료를 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 구동 가능하게 처리하여 고분자 전해질 연료전지(PEFC)에 공급함으로써, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 구동시에 발생되는 고온의 배가스를 이용하여 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 연동하여서 효율성 있게 전기 에너지를 생성하도록 하는 연료전지 시스템을 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 연료전지 시스템은, 연료 및 공기를 공급받아서 전기 에너지를 생성함과 아울러 고온의 배가스를 생성하는 고체산화물 연료전지(SOFC)와; 상기 배가스를 이용하여 연료를 수소로 변환하되 일산화탄소를 함유하는 가열 상태의 수소를 발생하는 개질기와; 상기 개질기로부터 출력되는 일산화탄소를 함유하는 수소를 변성기 구동 가능 온도로 냉각시키는 제1 열교환기와; 상기 제1 열교환기를 통해 일산화탄소를 함유하는 수소를 공급받아서 일산화탄소를 이산화탄소로 변환하여 이산화탄소를 함유하는 수소를 출력하는 변성기와; 상기 변성기로부터 공급되는 이산화탄소를 함유하는 수소를 고분자 전해질 연료전지(PEFC) 구동 가능 온도로 냉각시켜 출력함과 함께 해당 구동 가능 온도의 공기를 출력하는 제2 열교환기와; 상기 제2 열교환기로부터 이산화탄소를 함유하는 수소와 공기를 공급받아서 전기 에너지를 생성하는 고분자 전해질 연료전지(PEFC)와; 상기 변성기에서 사용한 배가스를 공급받아서 상기 고체산화물 연료전지(SOFC)에 공급하기 위한 연료 및 공기를 가열하는 제3 열교환기를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 연료전지 시스템에 의하면, 상기 개질기는 사용한 배가스를 상기 변성기에 구동 열원으로 공급한다.
그리고, 본 발명에 따른 연료전지 시스템에 의하면, 상기 제1 열교환기와 제2 열교환기는 사용한 배기 열을 상기 고체산화물 연료전지(SOFC)에 보조 구동 열원으로 공급하며, 상기 고분자 전해질 연료전지(PEFC)는 미반응 공기를 외부에 배출함과 아울러 미반응 연료를 상기 개질기에 공급하여 재사용케 한다.
본 발명에 의하면, 고온형 연료전지에 해당하는 고체산화물 연료전지(SOFC)와 저온형 연료전지에 해당하는 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 함께 사용하여 전기 에너지를 생성하되, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 전기 생성시에 발생 되는 고온 배가스의 열을 이용하여서 공급 연료를 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 구동 가능하게 처리하여 고분자 전해질 연료전지(PEFC)에 공급함으로써, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 구동시에 발생되는 고온의 배가스를 이용하여 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 연동할 수 있어서 효율성 있게 전기 에너지를 생성하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 다단형 연료전지 시스템을 도시한 도이다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 연료전지 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 열교환기(11, 14, 16), 고체산화물 연료전지(SOFC; Solid Oxide Fuel Cell)(12), 개질기(13), 변성기(15) 및 고분자 전해질 연료전지(PEFC; Polymer Electrolyte Fuell Cell)(17)를 포함하여 이루어진다.
열교환기(11)는 공급되는 연료와 공기를 변성기(15)로부터 인가되는 배가스의 열로 가열하여 SOFC(12)에 공급하는데, 해당 연료로서는 LPG, LNG, 메탄가스, 석탄가스, 메탄올 등을 공급할 수 있다.
그리고, SOFC(12)는 고온형 연료전지에 해당하는 것으로, 열교환기(11)를 통해 가열된 연료와 공기를 공급받아서 반응하여 전기 에너지를 생성하되 이때 발생 되는 고온의 배가스를 개질기(13)의 구동 가능 온도로 낮추어서 개질기(13)에 열원으로 공급한다.
또한, SOFC(12)는 열교환기(14),(16)로부터 배기 열을 공급받아 보조적인 구동 열원으로 사용하며 구동시 자체 생성되는 고온의 배가스를 개질기(13)에 열원으로서 공급한다.
개질기(13)는 SOFC(12)로부터 공급되는 배가스의 열을 이용하여 구동하여서 공급받은 연료를 수소로 변환하여 열교환기(14)에 출력하는데, 해당 수소는 가열 상태로 출력되고 일산화탄소를 함유하고 있다.
개질기(13)는 SOFC(12)로부터 공급되는 배가스를 열원으로 사용하여 구동하되, 해당 구동에 필요한 열이 부족한 경우에는 개질기(13) 외부에 연료와 공기를 공급하여 연소 반응을 통해 개질기(13)를 가열하여서 열 공급을 보충할 수도 있다. 아울러, 개질기(13)는 구동에 따른 가열 상태의 배가스를 배출하되 해당 배가스를 변성기(15)에 열원으로 공급함과 아울러 외부에 방출한다.
또한, 열교환기(14)는 개질기(13)에 의해 생성된 일산화탄소가 함유되어 있는 수소를 냉각하여 변성기(15)의 구동 가능 온도로 낮추어서 변성기(15)에 공급한다. 열교환기(14)는 개질기(13)로부터 공급되는 수소를 외부로부터의 공기를 이용하여 냉각하며, 이때 회수한 배기 열은 SOFC(12)에 공급된다.
변성기(15)는 개질기(13)로부터 공급된 배가스의 열을 이용하여 구동하여 일산화탄소를 이산화탄소로 변환하는 처리를 하되, 이용한 배가스를 열교환기(11) 측에 배출함으로써 열교환기(11)에 폐열을 공급한다. 즉, 변성기(15)는 열교환기(14)를 통해 일산화탄소가 함유된 수소를 공급받고서 해당 일산화탄소를 이산화탄소로 변환함으로써 이산화탄소가 함유된 수소를 열교환기(16)를 통해 출력한다.
그리고, 열교환기(16)는 변성기(15)로부터 공급되는 이산화탄소가 함유되어 있는 수소를 냉각하여 PEFC(17)의 구동 가능 온도로 낮추어서 PEFC(17)에 연료로서 공급함과 아울러 해당 온도의 공기를 PEFC(17)에 공급한다. 열교환기(16)는 변성기(15)로부터 공급되는 수소를 외부로부터의 공기를 이용하여 냉각하며, 이때 회수한 배기 열은 SOFC(12)에 보조적인 구동 열원으로서 공급된다.
또한, PEFC(17)는 저온형 연료전지에 해당하는 것으로, 열교환기(16)를 통해 연료와 공기를 공급받아서 반응하여 전기 에너지를 생성하되, 이산화탄소가 함유되어 있는 수소를 연료로 사용하여 전기 에너지를 생성한다. PEFC(17)는 전기 에너지 생성에 사용하고 남은 미반응 공기와 미반응 연료를 배출하는데, 해당 미반응 공기를 외부에 배출함과 아울러 해당 미반응 연료를 개질기(13) 측으로 배출하여 재사용케 한다.
한편, 고온형 연료전지에 해당하는 SOFC(12)는 산소 이온전도성 전해질을 중심으로 그 양면에 배치된 캐소드 전극(cathode) 및 애노드 전극(anode)으로 이루어져 있는 단위전지의 각 전극에 공기와 연료를 공급하는 경우에 반응하여 전기 에너지를 생성함과 아울러 고온의 배가스를 생성하도록 이루어져 있다. 이와 같은 기능을 제공하는 SOFC(12)는 통상적인 구성을 적용할 수 있으므로, SOFC(12)의 내부 상세 구성에 대한 설명은 생략한다.
그리고, 저온형 연료전지에 해당하는 PEFC(17)는 고분자 전해질막을 중심으로 양쪽에 캐소드 전극(cathod)과 애노드 전극(anode)을 부착한 형태로 이루어져 있는 단위전지의 각 전극에 연료와 공기를 공급하는 경우에 반응하여서 전기를 생성하도록 이루어져 있다. 이와 같은 기능을 제공하는 PEFC(17)는 통상적인 구성을 적용할 수 있으므로, PEFC(17)의 내부 상세 구성에 대한 설명은 생략한다.
상술한 바와 같은 기능을 구비하는 본 발명에 따른 연료전지 시스템은 동작 과정을 살펴본다.
먼저, 열교환기(11)가 외부로부터 공급되는 연료와 공기를 변성기(15)로부터 인가되는 배가스의 열로 가열하여 SOFC(12)에 공급하면, SOFC(12)는 공급받은 해당 연료와 공기에 의해 반응하여 전기 에너지를 생성하되, 해당 전기 에너지 생성시에 600~1000℃에 해당하는 고온의 배가스를 생성하게 된다.
이때, SOFC(12)는 해당 고온의 배가스를 개질기(13)의 구동 가능 온도에 해당하는 500~650℃로 낮추어서 개질기(13)에 열원으로 공급함으로써 개질기(13)를 구동한다.
이에, 개질기(13)는 SOFC(12)로부터 공급되는 배가스의 열을 이용하여 구동하여서 공급받은 연료를 수소로 변환하여 열교환기(14)에 출력하는데, 해당 수소는 가열 상태로 출력되고 일산화탄소를 함유하고 있다. 그때, 개질기(13)는 구동에 따른 가열 상태의 배가스를 배출하되 해당 배가스를 변성기(15)에 구동 열원으로 공급함과 아울러 외부에 방출한다.
그리고, 열교환기(14)는 개질기(13)로부터 출력된 일산화탄소가 함유되어 있는 수소를 냉각하여 변성기(15)에 공급하되 변성기(15)의 구동 가능 온도에 해당하는 250~450℃로 낮추어서 변성기(15)에 공급한다.
이때, 열교환기(14)는 개질기(13)로부터 공급되는 수소를 외부로부터의 공기를 이용하여 냉각하는데, 해당 회수한 배기 열은 SOFC(12)에 보조적인 구동 열원으로 공급된다.
또한, 변성기(15)는 열교환기(14)를 통해 일산화탄소가 함유된 수소를 공급받고서 해당 일산화탄소를 이산화탄소로 변환함으로써 이산화탄소가 함유된 수소를 열교환기(16)를 통해 출력한다.
그때, 변성기(15)는 개질기(13)로부터 공급된 배가스의 열을 이용하여 구동하여 일산화탄소를 이산화탄소로 변환하는 처리를 하되, 이용한 배가스를 열교환기(11) 측에 배출함으로써 열교환기(11)에 폐열을 공급한다.
그리고, 열교환기(16)는 변성기(15)로부터 공급되는 이산화탄소가 함유되어 있는 수소를 냉각하여 PEFC(17)의 구동 가능 온도에 해당하는 80~100℃로 낮추어서 PEFC(17)에 연료로서 공급함과 아울러 해당 온도의 공기를 PEFC(17)에 공급한다.
아울러, 열교환기(16)는 변성기(15)로부터 공급되는 수소를 외부로부터의 공기를 이용하여 냉각하며, 이때 회수한 배기 열은 SOFC(12)에 보조적인 구동 열원으로서 공급된다.
또한, PEFC(17)는 열교환기(16)를 통해 공급되는 이산화탄소가 함유되어 있는 수소를 연료로 공급받음과 아울러 공기를 공급받아서 구동하여 전기 에너지를 생성하며, 미반응 공기를 외부에 배출함과 아울러 미반응 연료를 개질기(13) 측으로 배출하여 재사용케 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 고온형 연료전지에 해당하는 SOFC(12)와 저온형 연료전지에 해당하는 PEFC(17)를 함께 사용하여 전기 에너지를 생성하되, SOFC(12)의 전기 생성시에 발생 되는 고온 배가스의 열을 이용하여서 공급 연료를 PEFC(17)를 구동 가능하게 처리하여 PEFC(17)에 공급함으로써, SOFC(12)의 구동시에 발생되는 고온의 배가스를 이용하여 PEFC(17)를 연동하여서 효율성 있게 전기 에너지를 생성할 수 있다.
본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서, 본 발명을 여러 가지 형태로 변경 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당된다고 할 것이다.
본 발명은 연료전지를 이용하여 전기를 생산하는 연료전지 시스템에 유용하게 적용할 수 있을 것이다. 본 발명에 의하면, 고온형 연료전지에 해당하는 고체산화물 연료전지(SOFC)와 저온형 연료전지에 해당하는 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 함께 사용하여 전기 에너지를 생성하되, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 전기 생성시에 발생 되는 고온 배가스의 열을 이용하여서 공급 연료를 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 구동 가능하게 처리하여 고분자 전해질 연료전지(PEFC)에 공급함으로써, 고체산화물 연료전지(SOFC)의 구동시에 발생되는 고온의 배가스를 이용하여 고분자 전해질 연료전지(PEFC)를 연동할 수 있어서 효율성 있게 전기 에너지를 생성하게 된다.
11, 14, 16; 열교환기
12; 고체산화물 연료전지(SOFC)
13; 개질기
15; 변성기
17; 고분자 전해질 연료전지(PEFC)

Claims (5)

  1. 연료 및 공기를 공급받아서 전기 에너지를 생성함과 아울러 고온의 배가스를 생성하는 고체산화물 연료전지(SOFC)와;
    상기 배가스를 이용하여 연료를 수소로 변환하되 일산화탄소를 함유하는 가열 상태의 수소를 발생하는 개질기와;
    상기 개질기로부터 출력되는 일산화탄소를 함유하는 수소를 변성기 구동 가능 온도로 냉각시키는 제1 열교환기와;
    상기 제1 열교환기를 통해 일산화탄소를 함유하는 수소를 공급받아서 일산화탄소를 이산화탄소로 변환하여 이산화탄소를 함유하는 수소를 출력하는 변성기와;
    상기 변성기로부터 공급되는 이산화탄소를 함유하는 수소를 고분자 전해질 연료전지(PEFC) 구동 가능 온도로 냉각시켜 출력함과 함께 해당 구동 가능 온도의 공기를 출력하는 제2 열교환기와;
    상기 제2 열교환기로부터 이산화탄소를 함유하는 수소와 공기를 공급받아서 전기 에너지를 생성하는 고분자 전해질 연료전지(PEFC)와;
    상기 변성기에서 사용한 배가스를 공급받아서 상기 고체산화물 연료전지(SOFC)에 공급하기 위한 연료 및 공기를 가열하는 제3 열교환기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개질기는 사용한 배가스를 상기 변성기에 구동 열원으로 공급하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열교환기와 제2 열교환기는 사용한 배기 열을 상기 고체산화물 연료전지(SOFC)에 보조 구동 열원으로 공급하는 것을 특징으로 하는 연료전지 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 전해질 연료전지(PEFC)는 미반응 공기를 외부에 배출함과 아울러 미반응 연료를 상기 개질기에 공급하여 재사용케 하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102355412B1 (ko) * 2015-07-31 2022-01-24 한국조선해양 주식회사 연료전지 시스템 및 이를 구비한 선박
KR102355411B1 (ko) * 2015-07-31 2022-01-25 한국조선해양 주식회사 선박
KR102198519B1 (ko) * 2019-06-24 2021-01-06 한국전력공사 액상화합물 기반 발전 시스템 및 그 운전 방법
KR102615167B1 (ko) * 2020-09-16 2023-12-19 (주)에프씨아이 연료전지 기반의 다중 전원 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005044571A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Kansai Electric Power Co Inc:The ハイブリッド型燃料電池システム
JP4450623B2 (ja) * 2001-11-01 2010-04-14 大阪瓦斯株式会社 燃料電池システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4716523A (en) * 1985-06-14 1987-12-29 International Business Machines Corporation Multiple port integrated DMA and interrupt controller and arbitrator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4450623B2 (ja) * 2001-11-01 2010-04-14 大阪瓦斯株式会社 燃料電池システム
JP2005044571A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Kansai Electric Power Co Inc:The ハイブリッド型燃料電池システム

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