고온 연료전지용 개질기의 운전조건이 메탄 개질 성능에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 메탄 수증기 개질에 대하여 여러 변수를 바꾸며 특성을 파악하고, 실제 고온연료전지인 MCFC 스택에 붙여 사용할 수 있는 수증기 개질기 설계 및 개발을 위한 기본 자료로 제시하기 위하여 실험을 하게 되었다. 일반적으로 사용되는 촉매에 따라 논문에 따라 성능이 다르기 때문이다. 메탄 촉매 수증기 개질에 대한 성능을 파악하기 위하여 공급되는 연료인 메탄의 유량, 메탄에 비례하여 공급되는 수증기의 량 및 반응기의 온도에 대하여 수소 및 일산화탄소의 수득율, 메탄 전환율과 개질 효율을 확인하였다. 특히 실험실에서 이전에 진행된 개질기 경계온도분포에 따른 성능변화에 대한 해석모델을 실제로 실험하였으며, 일반적으로 측정하는 반응기 후단부 뿐만 아니라 촉매 상중하부에서 변화되는 몰 농도를 측정하고 이에 따라 진행이 되는 정도를 확인할 수 있었다. 메탄의 공급 유량이 증가하며 개질성능이 나빠지는 것을 확인하였고, 그리고 수증기의 공급이 증가되며 S/C이 3이하에서는 성능에서 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 경계온도분포에 따라서 성능이 변화하며 좋아지는 쪽으로 반응하는 것을 알 수 있었다.