• 제목/요약/키워드: Molten carbonate

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전기 화학 반응을 포함한 3차원 열유동 해석을 이용한 용융탄산염 연료전지의 성능예측 (Prediction of MCFC Performance Using Three Dimensional Heat and fluid Flow Analysis with Electrochemical Reaction)

  • 조황묵;이경원;최도형
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2003년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.219-224
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    • 2003
  • An analysis procedure for the MCFC channel flow has been developed to predict the fuel cell performance. As for the electrochemical reaction, among several chemical reaction models, one that fits the data best is adopted after a comprehensive comparative study. The Wavier-Stokes, energy, and species equations are solved to obtain the velocity, temperature and concentration fields for a specified average current density. The procedure is iterative as the local current density, or the reaction rate, is allowed to vary with the gas composition. A series of calculations are then carried out to examine the effects of gas flow rate, gas composition, gas usage rate, inlet gas temperature, and average current density on the fuel cell performance. The fuel cell characteristics, such as the temperature, current density distributions, and the concentration fields, for various operating conditions are presented and discussed.

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상압형 MCFC/가스터빈 하이브리드 시스템의 구성방법에 따른 설계성능 분석 (Effect of System Configuration on Design Performance of Atmospheric Pressure MCFC/Gas Turbine Hybrid Systems)

  • 오경석;김동섭
    • 설비공학논문집
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    • 제16권11호
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    • pp.1021-1027
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    • 2004
  • Design performances of various configurations of hybrid systems combining an atmospheric pressure molten carbonate fuel cell and a gas turbine have been analyzed. Two different fuel reforming methods (internal and external reforming) were considered. Influences of turbine inflow heating method, location of fuel combustor and associated component arrangements were investigated. In general, internal reforming leads to higher system efficiencies. The optimum design pressure ratio varies among different system configurations. In particular, the design point selection is closely related to the allowable turbine inlet temperature. Configurations with direct heating of turbine inlet flow may realize both higher efficiency and higher specific power than those with indirect heating.

Li/Na계 용융탄산염에 대한 스테인레스강의 부식에 미치는 온도와 ${CO_2}/{O_2$ 분압의 영향 (Effects of Temperature and Partial Pressure of ${CO_2}/{O_2$ on Corrosion Behavior of Stainless Steel in Molten Li/Na Carbonate Salt)

  • 황응림;하흥용;임태훈;홍성안
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.225-228
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    • 1999
  • MCFC의 장수명화를 위해 기존의 Li$_2$CO$_3$-K$_2$CO$_3$계 전해질을 Li$_2$CO$_3$-$Na_2$CO$_3$계 용융탄산염으로 대체함으로써, 전지 수명을 단축시키는 NiO의 용출을 억제하고자하는 연구가 진행중에 있다. 이러한 대체 Li$_2$CO$_3$-$Na_2$CO$_3$ 전해질은 실제 전지에서 사용되고 있는 분리판 재료인 스테인레스강의 안정성에도 기존의 Li$_2$CO$_3$-K$_2$CO$_3$ 혼합염과는 다른 경향을 보이는 것으로 알려져 있다.(중략)

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Comparative Analysis of a Competitive Technology for Major Future Energy Resources

  • Koo Young-Duk;Kim Eun-Sun;Park Young-Seo
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제3권2호
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    • pp.101-104
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    • 2005
  • Recently advanced countries are making every effort to promote the efficiency of electric power production and supply, to deal with the environmental problems, and to develop the new energy. In particular, they are driving forward to develop various technologies for electric power in mid-long term, that are technology for building infrastructure of power transportation, establishing service network for account management using electronic technologies, elevating economic productivity by innovative electronic technologies, control-ling the discharge of global warming gas, using clean efficient energy, and so forth. However, power technology of Korea lagged behind than technology of advanced countries. Also, resources for developing power technology are limited in our country. Therefore, it is necessary to improve the efficiency of R&D investment. For it, our country must compare and analyze with technologies of advanced countries which are taking competitive advantage in the main future energy. Through comparative analysis, limited R&D resources of our country must be concentrated on technologies that can secure competitive advantage from now on.

250 kW 발전용 용융탄산염 연료전지 기술 개발 (시스템 및 BOP 설계) (The System Development of Externally Reforming MCFC CHP Proto Type)

  • 임희천;안교상;김도형;강승원;김범주
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.195-196
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    • 2007
  • This paper shortly describe the R&D results for developing of 250 kW externally reforming MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) CHP proto type. Conceptual Design and basic design were alredy completed and stack which was adapted new separator and components also prepared for operation and evaluation. In parallel with stack and system development, BOP such as PCS, blower, catalytic combustor and Reformer also designed and fabricated for evaluation. The system will be fabricated by the end of 2008 and operate and evaluate in 2009.

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100kW급 MCFC용 계통연계형 Power Conditioning System 개발 (The Development of Power Conditioning System for 100kW MCFC Systems)

  • 정홍주;권형남;정준모;서인영;임희천;안교상
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1784-1787
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    • 2005
  • This paper presents the development and testing of a power conditioning system(PCS) for application to a 100kW Molten Carbonate Fuel Cell(MCFC) generation system. The MCFC generation system is a part of a four year government funded research project that began in 2001. This paper presents the results of various tests and performance verification of the 100kW PCS using a DC power system that simulates the DC output of the MCFC fuel cell. Performance of the DC/DC, DC/AC converters were verified, and basic control functions such as grid connection, protection and characteristics of each components were tested. The tests were performed under light load and rated load conditions to verify the operation efficiency, power quality effects, and stability of the PCS.

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용융탄산염 연료전지용 평판형 개질기의 성능 평가 (The performance test of plate reformer for Molten Carbonate Fuel Cell)

  • 황인철;이상득;이병권;서인석;임태훈;홍성안
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.229-232
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    • 1999
  • 외부개질형 MCFC 시스템에서 개질기는 시스템을 구성하는 주요장치 중의 하나이다. MCFC용 개질기는 연료전지 스택의 Anode와 Cathode에 수소 및 $CO_2$를 공급하는 역할을 담당해야 할 뿐 아니라 저발열량(500Kcal/N㎥)의 Anode 배가스를 개질반응의 열원으로 사용해야 하기 때문에 스택의 부하변화에 빠르게 대응할 수 있는 우수한 동적 응답특성이 요구되며, 열전달이 잘 이루어지는 소형이면서 간단한 구조를 가지고 있어야 한다. 이런 특징들이 MCFC용 개질기가 화학공업에 사용되는 통상의 개질기 즉, 정상상태에서 운전되는 단순한 수소공급 장치와 구별되는 중요한 차이점이며 설계시 고려해야할 제약조건이 된다.(중략)

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2차 전지를 포함한 독립운전형 MCFC 발전시스템의 운전 및 용량 산정 (Operation and Capacity Estimation of Stand-alone MCFC Power Generation System Including Rechargeable Battery)

  • 이희서;민경진;김동희;이병국
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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    • pp.252-253
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    • 2010
  • 본 논문에서는 Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC)의 느린 동특성을 Load Leveler와 2차 전지로 구성된 back-up 시스템으로 보완하여 독립운전을 가능하게 한 대용량 연료전지 발전시스템을 제안한다. 제안한 독립운전 시스템의 발전 용량 및 battery 용량은 실제 전력사용 통계자료를 근거로 최적으로 산정되며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증한다.

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대용량 연료전지 발전 시스템용 용융탄산염 연료전지 동적 특성 해석 (Dynamic Analysis MCFC for Mass Power Generation System)

  • 윤혜민;정송이;김동희;이병국
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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    • pp.254-256
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    • 2010
  • 본 논문에서는 대용량 연료전지 시스템용 용융탄산염 연료전지 (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)의 동특성 해석을 한다. MCFC 시스템 정상 운전 시 출력변화에 따른 전력변화율, 장시간 운전 시 출력의 변화, 운전 중단 시 예열 온도 측면에 관한 해석을 수행하고, 해석한 결과는 MATLAB Simulink를 통해 타당성을 검증한다.

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교차류형 100W급 용융탄산염 연료전지 스택 장기운전평가 (Evaluation of Long Term Operation of Cross-flow Molten Carbonate Fuel Cell Stack)

  • 임희천;설진호;류철성;이창우;홍성안
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.53-63
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    • 1995
  • 차세대의 새로운 발전방식인 용융탄산염형 연료전지 시스템개발 사업중 실용 스택개발을 위하여 전극유효연적이 $100cm^2$ 인 단위전지를 10단 적층한 Cross Flow형 MCFC스택을 제작하고 2성능측정설비를 구성하여 장기운전시험을 실시하였다 연료로는 $H_2/CO_2/H_2O$의 비율을 72%/18%/10% 로 조성한 가스를 이용하고 산화제가스로는 $O_2/CO_2$$Air/CO_2$ 비율이 33%/67%, 70%/30%가 되는 가스를 이용하여 운전할때의 초기성능 및 15A($150mA/cm^2$) 정부하 상태에서의 장기운전시험시의 전압 강하율을 조사하였다. 운전시간 310시간이 경과된 후의 스택전압은 8.39V이었고 이때의 출력은 125.8W를 보여주었다. 한편 1845시간이 경과한후 공기를 산화제로 이용하는 경우 전압은 6.95V로서 출력 104W를 나타내고 있다. 초기성능치에 의한 에너지 변환효율은 이용율이 40%인 경우 29.65%이었고 80%로 증가하는 경우 약 51.5%가 된다. 1840시간의 경과한때 까지의 전압 강하율은 약 52.4mV/1000hr로서 이전의 스택보다는 전압강하율이 감소되고 있으며 스택의 성능 저하의 주요한 요인은 개회로 전압의 저하로 내부단락동에서 기인하는 것으로 여겨진다. 또한 장기운전사 스택내부에서의 단위전지 전압분포가 균일하지 않음을 알 수 있어 이에 대한 개선을 필요로 한다.

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