에너지공학 (Journal of Energy Engineering)

  • 제20권4호
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  • Pages.309-317
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  • 2011
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  • 1598-7981(pISSN)
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  • 2713-7074(eISSN)
한국에너지학회 (The Korean Society for Energy)
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연료의 물리적 특성과 직접탄소연료전지의 연료극 반응성에 관한 연구

Study on the Effect of Physical Properties of Fuels on the Anode Reaction in a DCFC System

  • 고태욱 (부산대학교 기계공학부 대학원) ;
  • 안성율 (부산대학교 기계공학부 대학원) ;
  • 최경민 (부산대학교 기계공학부) ;
  • 김덕줄 (부산대학교 기계공학부)
  • Ko, Tae-Wook (Graduate School of Mechanical Engineering, Pusan National University) ;
  • Ahn, Seong-Yool (Graduate School of Mechanical Engineering, Pusan National University) ;
  • Choi, Gyung-Min (Department of Mechanical Engineering, Pusan National University) ;
  • Kim, Duck-Jool (Department of Mechanical Engineering, Pusan National University)
  • 투고 : 2011.11.22
  • 심사 : 2011.12.21
  • 발행 : 2011.12.31
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초록

연료의 물리의 특성에 따른 직접탄소 연료전지(Direct Carbon Fuel Cell)성능해석을 위해 국내 화력발전소에서 사용되고 있는 석탄 중에서 역청탄(Shenhua coal), 아역청탄(Adaro coal) 각 1종 및 순수한 탄소성분들의 결정체인 탄소 입자(Carbon particle)를 연료로 사용하여 DCFC시스템의 성능변화를 분석하였다. 연료의 물리적 특성에 따른 DCFC의 성능해석을 위해 SEM, XRD 및 BET 분석을 통해 연료의 물리적 특성(표면적, 기공의 크기, 결정립의 크기 및 구조, 구성성분)을 분석하였다. 직접탄소 연료전지는 873 K 이상의 온도에서 작동하는 고온형 연료전지이기 때문에, 성능 해석은 원탄(Raw coal)보다는 일정온도에서 탈휘발 과정이 끝난 촤의 물성 분석이 더욱 중요하다. SEM, XRD 및 BET 분석을 통한 물리적 특성 분석결과를 바탕으로 성능측정 결과를 비교분석한 결과, 연료의 탄소 함량 보다는 표면적과 기공체적이 연료 전지의 성능에 큰 영향을 미치게 되며, 원탄의 물성보다는 촤 상태의 물성에 더 많은 영향을 받는다. 또한 연료전지의 성능은 작동 온도에 영향을 받으며, 온도가 상승함에 따라 성능도 상승하게 된다.

The effect of physical properties of coal fuels and carbon particle on performance of DCFC (Direct Carbon Fuel Cell) was investigated. Shenhua and Adaro were selected as coal fuel and carbon particle was used for comparing with coal. The Ultimate, proximate, SEM, XRD, and BET analysis of samples were conducted. The component of char was more important than that of raw coal because the operating temperature of reactor is higher than devolatilization region of coal. The surface area and volume of pores affected significantly the performance of the system than content of fixed carbon or char rates. The performance of DCFC with carbon particle was in proportional to working temperature.

키워드

참고문헌

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피인용 문헌

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