연료전지 기반 보조전원 장치를 위한 ART 개질 반응기 동적 모델 개발

소개

"연료전지 기반 보조전원 장치를 위한 ART 개질 반응기 동적 모델 개발"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서론

2. 모델 묘사
2.1 반응 속도 모델
2.2 ATR 반응기의 동적 모델

3. 실험 결과

4. 공정 모사 결과 및 유효성 검토

5. 결론

본문내용

1. 서론

넓은 지역의 물품 이송 등에 이용되는 대형 화물 트럭과 같은 운송수단의 경우, 차량 운행에 기본적으로 필요한 동력에너지를 제외하고도, 전조등이나 차량 내부 온도조절 장치 등을 사용하기 위해 추가적으로 요구되는 전기에너지 양이 상당하다. 현재 이러한 부가적인 전기에너지는 공회전(idling)을 통해 얻어지고 있다. 그러나 이러한 공회전을 통한 전기에너지 생산 방식은 연료 이용 효율이 매우 낮을 뿐만 아니라, 그로 말미암아 다량의 대기오염 물질을 배출하는 문제를 갖고 있다. 또한 디젤을 주 연료원으로 하는 대형 화물 트럭의 경우, 공회전으로 인한 소음도 매우 큰 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 공회전 방식을 대체하기 위한 보조 전원 장치(Auxiliary Power Unit, APU) 기술의 중요성이 점차 강조되고 있는 실정이다.
이러한 공회전 방식의 대체 기술들 중 현재 많은 주목을 받고 있는 기술이 연료전지 기반의 보조 전원 장치이다. 이 시스템의 핵심 구성 성분은..

<중 략>

2. 모델 묘사

이 장에서는 본 연구에서 개발된 연료전지 기반의 보조전원장치를 위한 ATR 반응기의 동적 모델(dynamic model)과 해당 모델에서 고려된 반응 속도 모델에 대하여 설명하였다.

2.1 반응 속도 모델

Auto-thermal reforming을 이용한 디젤 개질 반응은 무수히 많은 반응을 포함하고 있지만, 본 연구의 목적은 실제 반응기 내부에서 일어나는 모든 현상을 완벽히 모사하는 것이 아니라 운전 변수 변화나 외란 등에 대한 반응기 출구에서의 조성, 유량 및 온도의 동적 응답 특성 파악을 위한 동적 모델 개발에 있으므로 반응기 외부 조성 및 유량을 충분히 표현할 수 있으면서 가급적 단순한 반응 모델을 적용하였다. 따라서 개발된 ATR 반응기의 동적 모델에서 고려된 반응식은 모두 3가지로 아래와 같다.

참고자료

· P. Aguiar, C.S. Adjiman, N.P. Brandon, Anode-Supported intermediate temperature direct internal reforming solid oxide fuel cell. I: model-based steady-state performance, Journal of Power Sources 138 (2004) 120-136
· S. Goll, R.C. Samsun, R. Peters, Analysis and optimization of solid oxide fuel cell-based auxiliary power units using a generic zero-dimensional fuel cell model, Journal of Power Sources 196(2011) 9500-9509
· R. Mark Ormerod, Solid oxide fuel cells, The Royal Society of Chemistry 32(2003) 17-28
· 이광순, 이재형, 공정제어 이론과 실무, 아진, 2003