[표지] 1
제출문 2
요약문 4
SUMMARY 7
CONTENTS 10
목차 11
제1장 서론 15
제1절 개요 15
1. 기술의 개요 15
제2절 필요성 및 타당성 16
1. 기술적 측면 16
2. 경제·산업적 측면 18
3. 정책 / 공공·인프라 측면 22
4. 연구원의 임무 및 전략 부합성 측면 23
제2장 본론 24
제1절 연구 목표 24
1. 연구 성과물의 개요 24
2. 연구 목표 25
3. TRL 명세서 27
4. 세부 연구 목표 28
5. 평가 방법 28
제2절 추진 전략 30
1. 추진방법 및 절차 30
2. Showstoppers 및 극복전략 33
3. 추진 체계 34
제3절 연구 결과 35
1. SOFC 셀 기술 개발 35
2. Cassette 구조 블록형 스택 개발 36
3. 고강도 평관형 SOFC 셀 및 스택 기술 개발 38
4. 대면적 평관형 컴팩트 SOFC 스택 기술 개발 47
5. 평판형 컴팩트 SOFC stack 기술 개발 49
6. 평판형 SOFC stack 기술 개발 52
제3장 결론 57
[뒷표지] 58
〈표 1-1〉 건물용 SOFC 시장 규모 및 시장점유율 19
〈표 1-2〉 신재생에너지원별 이용률 및 설치면적 비교 23
〈표 2-1〉 핵심 기술명 및 연구 목표 25
〈표 2-2〉 본 과제의 TRL 목표 27
〈표 2-3〉 세부 연구 목표 28
〈표 2-4〉 연구 목표 세부 평가 방법 28
〈표 2-5〉 kW급(50-cell, 80-cell) stack 목표 대비 달성도 53
〈표 2-6〉 kW급(50-cell, 80-cell) stack 목표 대비 달성도 현황 56
〈표 3-1〉 건물용 SOFC 핵심원천 기술 개발 사업 목표 대비 실적치 57
[그림 1-1] SOFC 관련 기업의 기술도입 의향서 16
[그림 1-2] 건물용 연료전지 소형 열병합 발전 시스템의 개념[원문불량;p.3] 17
[그림 1-3] 기존 주요사업과 신규과제와의 연계성 및 차별성 18
[그림 1-4] 연료전지 글로벌 시장 전망 19
[그림 1-5] 국내 공공건물 의무화 시장에서의 연료전지 예상 시장 규모 20
[그림 1-6] Solidpower사의 BlueGen(좌) 및 ENGEN2500(우) 시스템 21
[그림 1-7] 국내 소형 SOFC 열병합 발전시스템: 경동나비엔, STX중공업, 미코 21
[그림 1-8] 기후기술 로드맵 및 미션 이노베이션 로드맵[원문불량;p.8] 22
[그림 1-9] 2020-2025 한국에너지기술연구원 연구사업계획서 SOFC 관련 핵심기술 개발 목표 23
[그림 2-1] (1st track) cell-assembly 개념을 창안 도입한 스택 개발 일정 다이어그램 31
[그림 2-2] (2nd track) 단위셀을 번들로 묶은 셀-번들을 이용한 스택 개발 일정 다이어그램 32
[그림 2-3] 연구팀 역할 및 협력 방안 모식도 34
[그림 2-4] 두 가지 유형의 대면적(100 ㎠) 평관형 셀 제조 결과 35
[그림 2-5] 일체형 연결재 형성 및 고성능 SOFC 단셀 성능 평가 결과 36
[그림 2-6] 면압유지 기구 체결 시퀀스 개발 관련 이미지 37
[그림 2-7] 체결형 스택 제작 및 평가 결과 38
[그림 2-8] 효율 SOFC 셀 제조 공정 39
[그림 2-9] 개념설계를 통한 평관형 3-cell short stack(version-1) 디자인 설계 39
[그림 2-10] Solidworks를 이용한 수소 유동층 분석 40
[그림 2-11] 3-cell short stack 제작을 위한 셀 준비 이미지 40
[그림 2-12] 3-cell short stack(version-1) 성능 측정 과정 41
[그림 2-13] 3-cell short stack(version-1) 성능 측정 결과 41
[그림 2-14] 3-cell short stack(version-1) 성능 측정 후 이미지 42
[그림 2-15] 개념설계를 통한 평관형 3-cell short stack(version-2) 디자인 설계 43
[그림 2-16] 3-cell short stack(version-2) 성능 측정 과정 43
[그림 2-17] 3-cell short stack(version-2) 성능 측정 결과 44
[그림 2-18] 3-cell short stack(version-2) 장기 성능 후 이미지 44
[그림 2-19] 면적 45 ㎠ 평관형 셀을 활용한 6-cell short stack 제조 결과[원문불량;p.31] 45
[그림 2-20] 6-cell short stack 성능 시험 및 내구성 시험 결과 45
[그림 2-21] 캔틸레버 방식 스택 제작 과정 46
[그림 2-22] 캔틸레버 방식 스택 제작을 위한 유동해석(좌) 및 매니폴드 설계(우) 46
[그림 2-23] Compressive seal 적용한 2셀 병렬 번들 직렬 연결 구조 700W stack 제작 과정 47
[그림 2-24] 700W stack 성능 달성 결과 47
[그림 2-25] 평관형 컴팩트 SOFC 스택 설계 제작 및 평가 결과 49
[그림 2-26] 평판형 스택 구조 단순 / 최적화를 위한 분리판 설계 49
[그림 2-27] 평판형 3-cell 숏스택 실험 결과 50
[그림 2-28] 평판형 3-cell 숏스택 내구성 실험 결과 50
[그림 2-29] 1 kW급 스택 내부 연료극 가스 흐름 및 온도분포 해석 결과[원문불량;p.37] 51
[그림 2-30] 1 kW급 SOFC stack 제작 결과[원문불량;p.37] 51
[그림 2-31] 브레이징 적용 분리판 모듈, 평판형 스택 설계 및 제작[원문불량;p.38] 52
[그림 2-32] kW급(50-cell, 80-cell) stack 전압-전류 성능 및 세부 결과 54
[그림 2-33] kW급 50-cell stack의 장기내구성 55
[그림 2-34] Short stack(7-cell) 내구성 평가 56
[그림 2-35] 7-cell Short stack과 50-cell stack의 내구성 평가 56