| 초록 |
연료전지란 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 기관이다. 일반적으로 Carnot Cycle을 따르는 열기관이 낼 수 있는 효율은 50%를 넘지 못하지만, 순수한 수소와 산소를 이용한 연료전지의 경우 이론 효율은 25℃에서 83%나 된다.연료전지는 반응이 일어나는 두 전극(electrode)과 이온을 전달해주는 전해질(electrolyte)로 이루어져있는데, 전해질에 따라서 알칼리성 수용액을 전해질로 하는 알칼리형 연료전지(Alkaline Fuel Cell, AFC), 인산을 전해질로 하는 인산형 연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC), 탄산염을 전해질로 하는 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC), 고체고분자 막(Membrane)을 전해질로 하는 고체고분자 연료전지(Solid Polymer Electrolyte Fuel Cell, PEM), 그리고 고체산화물을 전해질로 하는 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)로 구분되어 진다.이중 고체산화물 연료전지는 전극에서의 분극현상이 없고, 고전류밀도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 촉매활성(catalytic activity)이 커서 촉매가 불필요한 경우도 있으며 궁극적으로 발전효율을 극대화시킬 수 있다. 또한 메탄이나 탄화수소 기체가 일산화탄소와 수소로 내부에서 개질(reform)되어 공급될 수 있기 때문에 연료 개질기가 필요없어 전체 발전시스템의 설비를 크게 단순화시킬 수 있다.이러한 점들로 인하여, 고체산화물 연료전지는 주로 쓰이던 용융탄산염 연료전지나 인산형 연료전지와 함께 발전시스템에 이용되고 있다.본 연구에서는 고체산화물 연료전지의 스택을 모사하여 널리 사용되고 있는 공정모사 소프트웨어인 ASPEN PLUS에 적용시켜봄으로써, 연료전지 스택에 대한 user model을 개발하는 것에 목적을 두고 있다.
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