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목차

[표제지 등]=0,1,2

제출문=0,3,1

요약문=i,4,3

Summary=iv,7,3

Contents=vii,10,1

목차=viii,11,1

그림목차=ix,12,3

표목차=xii,15,1

제1장 연구개발과제의 개요=1,16,1

제1절 연구개발의 필요성=1,16,2

제2절 연구개발의 범위=2,17,1

제2장 국내외 기술개발 현황=3,18,1

제1절 국외의 경우=3,18,24

제2절 국내의 경우=27,42,1

제3장 연구개발수행 내용 및 결과=28,43,1

제1절 연료개질 단위공정 분석=28,43,14

제2절 개질공정 통합엔지니어링 설계=42,57,6

제3절 운전실험=48,63,20

제4절 수증기 개질 및 선택적 산화 촉매 설계=68,83,19

참고문헌=87,102,8

서지정보양식=95,110,2

그림목차

[그림 2-1-1] 연도 별 소규모 분산 발전 시스템 설치 현황=4,19,1

[그림 2-1-2] 연료 전지 기술에 따른 제품 및 업체 비율=6,21,1

[그림 2-1-3] 분산 발전 시스템의 용량 및 사용 연료=6,21,1

[그림 2-1-4] ldaTech사의 연료 개질기 개략도=7,22,1

[그림 2-1-5] Nuvera사의 연료 개질기=9,24,1

[그림 2-1-6] Plug Power사의 GenSys 가정용 고분자 연료전지 시스템=10,25,1

[그림 2-1-7] (좌) 오사카 가스 연료 개질기. (우) 가정용 고분자 연료전지 시스템 개략도=15,30,1

[그림 2-1-8] (좌) 도쿄 가스 연료 개질기 (우) LIFUEL FC Unit=17,32,1

[그림 2-1-9] (좌) 후지 전자 연료 개질기 (우) 가정용 고분자 연료전지 시스템 시제품=19,34,1

[그림 2-1-10] (좌) IHI 연료 개질기 (우) 가정용 고분자 연료전지 시스템=21,36,1

[그림 2-1-11] Fraunhofer ISE 연료개질기 구성도 및 설치 모습=23,38,1

[그림 2-1-12] University Of Duisburg 연료 개질기=24,39,1

[그림 2-1-13] Viessmann 연료 개질기 개략도 및 고분자 연료전지 시스템=25,40,1

[그림 3-1-1] 황화합물 처리 방법에 따른 탈황 공정의 종류=29,44,1

[그림 3-1-2] Desulfurizer Of Tokyo Gas=31,46,1

[그림 3-2-1] 통합형 연료 개질기의 열 및 시스템 구성=47,62,1

[그림 3-3-1] 연료 개질기 운전 및 테스트 시스템=48,63,1

[그림 3-3-2] Prototype-1 연료 개질기=51,66,1

[그림 3-3-3] Prototype-1 연료 개질기 시동 특성=53,68,1

[그림 3-3-4] Prototype-1과 고분자 연료전지 단위 전지와의 연계 운전=53,68,1

[그림 3-3-5] 수증기 개질 반응부 온도 변화=55,70,1

[그림 3-3-6] Prototype-2 연료 개질기=55,70,1

[그림 3-3-7] Prototype-2 연료 개질기 각 단위 공정 출구 가스 조성=57,72,1

[그림 3-3-8] Ptototype-2 연료 개질기 시동 특성=58,73,1

[그림 3-3-9] Prototype-2 장기 운전 성능 테스트=58,73,1

[그림 3-3-10] Prototype-2 부하 변동 실험 결과=60,75,1

[그림 3-3-11] 부하 변동시 열효율 및 메탄 전환율 변화=60,75,1

[그림 3-3-12] Prototype-3 연료 개질기=62,77,1

[그림 3-3-13] Prototype-3 연료 개질기 시동 특성=64,79,1

[그림 3-3-14] Prototype-3 연료 개질기 장기 운전 성능=64,79,1

[그림 3-3-15] 부하 변동시 열효율 및 메탄 전환율 변화=65,80,1

[그림 3-4-1] 촉매 실험 장치도.(1. Micrometering Valve, 2. Check Valve, 3. Filter, 4. Ball Valve, 5. 3-Way Valve, 6. Mass Flow Controller, 7. Pressure Gauge, A Syringe Pump, 9. Furnace, 10. Water Bath.)=72,87,1

[그림 3-4-2] Schematic Diagram Of PrOx Reactor System. 1. Filter 2. MFC 3. Check Valve 4. Syringe Pump 5. Mixing Chamber 6. 3-way Valve 7. Water Bath=72,87,1

[그림 3-4-3] XRD Patterns Of Ni/AI₂O₃ And Ru/Ni/Al₂O₃ With Or Without Aqueous NH₄OH Treatment(●: NiAl₂O₄, ◆: NiO). (a) Ni/Al₂O₃; (b) Ni/Al₂O₃ With NH₄OH Treatment;(c) Ru/Ni/AlO; (d) Bt/Ni/Al₂O₃With NH₄OH Treatment=75,90,1

[그림 3-4-4] H₂-TPR Results Of Ni/Al₂O₃ And Ru/Ni/Al₂O₃ With Or Without Aqueous NH₄OH Treatment (a) Ni/Al₂O₃; (b) Ni/Al₂O₃ With NH₄OH Treatment; (c) Ru/Ni/Al₂O₃; (d) Ru/Ni/Al₂O₃ With NH₄OH Treatment=75,90,1

[그림 3-4-5] XPS Spectra Of Al 2p (a), Ni 2p3/2 (b), Ru 3d3/2 (c), O Is on Ru(0.5)/Ni(20)/ Al₂O₃ And Prepared By NH₄OH Treatment. (Solid Line: Without NH₄OH Treatment, Dashed Line: With NH₄OH Treatment)=77,92,1

[그림 3-4-6] Effect Of The Reaction Temperature On Methane Steam Reforming Activities Upon Ni/Al₂O₃ And Ru/Ni/Al₂O₃ With Or Without 7M Aqueous NH4OH Treatment (Filled Symbol-pre-reduced By H(2) At 650 'C For 1.5 h, Open Symbol＝Without Pre-reduction)(이미지 참조)=77,92,1

[그림 3-4-7] H₂-TPR Results Of Ru(0.5)/Ni(20)/A1₂O₃ After Reaction With Or Without Pre-reduction(Reaction Condition: Steam/Carbon＝2.5, GHSV＝50,000 h(-1), At 650 ℃ For 1.5h; H₂-TPR Condition: Feed＝30ml/min 10% H²/Ar, 20 ℃/min, 50∼1000 ℃)(이미지 참조)=79,94,1

[그림 3-4-8] CH₄-TPR Results Of Ru-promoted Ni(20)/Al₂O₃ Catalysts Compared With Ni/Al₂O₃ (Feed＝30ml/min 2%CH₄/10%Ar/He, 20 ℃/min, 50~1,000 ℃)(이미지 참조)=80,95,1

[그림 3-4-9] The Effect Of Ru Loadings On Methane Steam Reforming Activity Over Ru/Ni(20)/Al₂O₃ With 7M Agueous NH₄OH Treatment(S/C Ratio＝2.5, P＝1 atm)=82,97,1

[그림 3-4-10] The Effect Of Ru Loading On CO Preferential Oxidation Activity Of γ-Al₂O₃ Supported Ru Catalyst. (a) CO Conversion, (b) O₂ Consumption. Reaction Conditions: 1.0 vol.% CO, 1.0 vol.% O₂, 57.0 vol.% H₂, N₂ Balance, GHSV＝120,000 hr(-1) (Dry Base); (●) Ru Loading＝0.5 wt%, (▼) Ru loading＝1.0 wt%(이미지 참조)=84,99,1

[그림 3-4-11] The CO Preferential Oxidation Activities Of Ru Catalysts On Various Supports. (a) CO Conversion, (b) O₂ Consumption. Reaction Conditions: 1.0 vol.% CO, 1.0 vol.% O₂, 57.0 vol.% H₂, N₂ Balance, GHSV＝120,000 hr(-1) (Dry Base); (○) Ru-based Commercial Catalyst (▲) 2.0 wt% Ru On α-Al₂O₃ (■) 2.0 wt% Ru On γ-Al₂O₃(이미지 참조)=85,100,1

표목차

(표 2-1-1) ldaTech사의 EtaGen 사양=8,23,1

(표 2-1-2) Nuvera Avatnti 사양=9,24,1

(표 2-1-3) PlugPower GenSys 사양=11,26,1

(표 2-1-4) 2005년 전반기 가정용 고분자 연료전지 시스템 운전 현황=13,28,1

(표 2-1-5) 오사카 가스 천연가스 연료 개질기 성능=14,29,1

(표 2-1-6) 오사카가스 연료 개질기 개발 목표=15,30,1

(표 2-1-7) 도쿄 가스 천연가스 연료 개질기 사양=17,32,1

(표 2-1-8) 후지 전자 고분자 연료전지 시스템 설계 사양=18,33,1

(표 2-1-9) 후지 전자 연료 개질기 구성 및 운전 조건=19,34,1

(표 2-1-10) IHI Proto-2 성능 및 운전 조건=21,36,1

(표 2-1-11) Fraunhofer ISE 연료개질기 사양=23,38,1

(표 2-1-12) Viessmann Prototype III 고분자 연료전지 시스템 사양=26,41,1

(표 2-2-1) 국내에서 개발중인 가정용 연료개질기 주요 사양=27,42,1

(표 3-1-1) 산지에 따른 천연가스의 일반적 조성=28,43,1

(표 3-1-2) 취기제의 종류에 따른 흡착제의 탈황 성능 비교=33,48,1

(표 3-1-3) 탈황제의 종류 및 THT 처리 용량. (상온 및 40 ℃에서의 결과)=35,50,1

(표 3-1-4) 고온 및 저온 전이촉매의 물성=40,55,1

(표 3-2-1) 연료개질기용 촉매=46,61,1

(표 3-3-1) Prototype-1 연료 개질기 성능=52,67,1

(표 3-3-2) Prototype-2 연료 개질기 성능=57,72,1

(표 3-3-3) 부하 변동 운전 조건 및 운전 결과=59,74,1

(표 3-3-4) Prototype-3 연료 개질기 성능=62,77,1

(표 3-3-5) 부하 변동 운전 조건 및 운전 결과=65,80,1

(표 3-3-6) 개발된 연료 개질기 성능=67,82,1

(표 3-4-1) Operating Conditions Of Gas Chromatography=71,86,1

(표 3-4-2) Operating Conditions For X-ray Diffraction Analysis=73,88,1

(표 3-4-3) 제조된 촉매 성분 및 특성=74,89,1

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