KR20150020463A - Fuel cell apparatus - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a fuel cell device, and, more specifically, to a fuel cell device capable of increasing the efficiency of the fuel cell device by supplying oxides, the reaction products produced in the electricity production process of a first fuel cell to a second fuel cell. The fuel cell device according to an embodiment of the present invention comprises a first fuel cell, which produces electricity by using fuel including carbon, and produces oxides including carbon monoxide and carbon dioxide during the electricity generation process; and a second fuel cell, which additionally produces electricity by utilizing the oxides produced in the first fuel cell.

Description

연료전지장치{FUEL CELL APPARATUS}FUEL CELL APPARATUS

본 발명은 연료전지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell apparatus.

연료전지장치는 연료를 연소시켜 발전기를 구동하여 전기를 생산하는 방식과 달리 직접 전기화학 반응에 의해 전기를 생산하므로, 연소에 의해서 발생되는 환경오염 물질을 배출하지 않고 연료전지장치의 발전시스템이 간단하여 연료 연소에 의한 발전장치보다 효율적으로 전기를 생산할 수 있다.Unlike the method of generating electricity by burning fuel by burning the fuel, the fuel cell device produces electricity by direct electrochemical reaction, so that the power generation system of the fuel cell device is simplified without discharging environmental pollutants generated by the combustion So that electricity can be produced more efficiently than the power generation device by fuel combustion.

연료전지장치에 사용되는 연료와 산화제로는 일반적으로 수소와 산소가 사용된다. 저온에서 구동되는 고분자전해질형 연료전지(PEMFC)가 대표적인 연료전지장치이다. 이 밖에 고온에서 운전되는 용융탄산염 연료전지(MCFC)의 경우 수소가 연료로 사용될뿐만 아니라 산화제로서 이산화탄소가 사용할 수 있다.Generally, hydrogen and oxygen are used as the fuel and the oxidant used in the fuel cell apparatus. A polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) driven at low temperature is a typical fuel cell device. In addition, in the case of a MCFC operating at a high temperature, hydrogen can be used as a fuel and carbon dioxide as an oxidizing agent.

이와 같이 서로 다른 종류의 연료전지장치들을 혼용하여 전체 연료전지장치의 효율을 높이려는 연구가 진행되고 있다.Research has been conducted to increase the efficiency of the entire fuel cell apparatus by using different kinds of fuel cell devices in combination.

한국등록특허 10-0923447Korean Patent No. 10-0923447

본 발명의 실시예는, 제 1 연료전지의 전기 생산과정에서 생성되는 반응결과물인 산화물을 제 2 연료전지로 공급하여 연료전지장치의 효율을 높일 수 있는 연료전지장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a fuel cell apparatus capable of increasing the efficiency of a fuel cell apparatus by supplying an oxide, which is a result of a reaction generated in an electricity production process of a first fuel cell, to a second fuel cell.

본 발명의 일 측면에 따르면, 탄소를 포함하는 연료를 이용하여 전기를 생산하고 전기 생산과정에서 일산화탄소와 이산화탄소를 포함하는 산화물을 생성하는 제 1 연료전지; 및 상기 제 1 연료전지에서 생성된 상기 산화물을 활용하여 추가적으로 전기를 생산하는 제 2 연료전지를 포함하는 연료전지장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell comprising: a first fuel cell that generates electricity using fuel containing carbon and generates an oxide including carbon monoxide and carbon dioxide in an electric production process; And a second fuel cell that further utilizes the oxide produced in the first fuel cell to produce electricity.

상기 제 1 연료전지는 직접탄소형 연료전지(DCFC)를 포함할 수 있고, 상기 제 2 연료전지는 고체산화물 연료전지(SOFC)를 포함할 수 있으며, 상기 제 1 연료전지의 캐소드로부터 산소를 공급받아 상기 탄소를 포함하는 연료를 산화시켜 생성된 상기 산화물 중 일산화탄소를 상기 제 2 연료전지의 애노드로 공급할 수 있다.The first fuel cell may include a direct carbon fuel cell (DCFC), the second fuel cell may include a solid oxide fuel cell (SOFC), and may supply oxygen from the cathode of the first fuel cell And supply carbon monoxide in the oxide generated by oxidizing the fuel containing carbon to the anode of the second fuel cell.

연료전지장치는, 상기 제 1 연료전지와 연결되어 상기 산화물 중에 포함된 일산화탄소를 분리하여 상기 제 2 연료전지로 공급하는 CO 분리기를 더 포함할 수 있다.The fuel cell apparatus may further include a CO separator connected to the first fuel cell to separate carbon monoxide contained in the oxide and supply the carbon monoxide to the second fuel cell.

상기 제 1 연료전지는 직접탄소형 연료전지(DCFC)를 포함할 수 있고, 상기 제 2 연료전지는 용융탄산염 연료전지(MCFC)를 포함할 수 있으며, 상기 제 1 연료전지의 캐소드로부터 산소를 공급받아 상기 탄소를 포함하는 연료를 산화시켜 생성된 상기 산화물 중 이산화탄소를 상기 제 2 연료전지의 캐소드로 공급할 수 있다.The first fuel cell may include a direct carbon fuel cell (DCFC), and the second fuel cell may include a molten carbonate fuel cell (MCFC), and may supply oxygen from the cathode of the first fuel cell And supplying carbon dioxide of the oxide generated by oxidizing the carbon-containing fuel to the cathode of the second fuel cell.

연료전지장치는, 상기 제 1 연료전지와 연결되어 상기 산화물 중에 포함된 이산화탄소를 분리하여 상기 제 2 연료전지로 공급하는 C0₂ 분리기를 더 포함할 수 있다.The fuel cell apparatus may further include a CO2 separator connected to the first fuel cell to separate carbon dioxide contained in the oxide and supply the separated carbon dioxide to the second fuel cell.

상기 제 2 연료전지는 고체산화물 연료전지(SOFC)와 용융탄산염 연료전지(MCFC)를 포함할 수 있고, 상기 제 1 연료전지의 캐소드로부터 산소를 공급받아 상기 탄소를 포함하는 연료를 산화시켜 생성된 상기 산화물 중 일산화탄소는 상기 고체산화물 연료전지의 애노드로 공급할 수 있으며, 상기 산화물 중 이산화탄소는 상기 용융탄산염 연료전지의 캐소드로 공급할 수 있다.The second fuel cell may include a solid oxide fuel cell (SOFC) and a molten carbonate fuel cell (MCFC). The second fuel cell may generate oxygen by supplying oxygen from the cathode of the first fuel cell, The carbon monoxide in the oxide may be supplied to the anode of the solid oxide fuel cell, and the carbon dioxide in the oxide may be supplied to the cathode of the molten carbonate fuel cell.

연료전지장치는, 연료생성용 원료와 스팀을 이용하여 생성된 생성물을 상기 제 2 연료전지로 공급하는 개질기를 더 포함할 수 있다.The fuel cell apparatus may further include a reformer that supplies a product generated by using the fuel-producing raw material and steam to the second fuel cell.

연료전지장치는, 상기 개질기가 생성한 상기 생성물로부터 일산화탄소를 분리하고 상기 분리된 일산화탄소를 상기 고체산화물 연료전지로 공급하는 CO 분리기를 더 포함할 수 있다.The fuel cell apparatus may further include a CO separator for separating carbon monoxide from the product produced by the reformer and supplying the separated carbon monoxide to the solid oxide fuel cell.

상기 CO 분리기는 상기 제 1 연료전지와 연결되어 상기 산화물 중에 포함된 상기 일산화탄소를 분리하여 상기 고체산화물 연료전지로 공급할 수 있다.The CO separator may be connected to the first fuel cell to separate the carbon monoxide contained in the oxide and supply the carbon monoxide to the solid oxide fuel cell.

연료전지장치는, 상기 개질기가 생성한 상기 생성물로부터 일산화탄소가 제거된 나머지로부터 이산화탄소를 분리하고 상기 분리된 이산화탄소를 상기 용융탄산염 연료전지로 공급하는 C0₂ 분리기를 더 포함할 수 있다.The fuel cell apparatus may further include a CO2 separator for separating carbon dioxide from the remaining carbon monoxide removed from the product produced by the reformer and supplying the separated carbon dioxide to the molten carbonate fuel cell.

상기 C0₂ 분리기는 상기 제 1 연료전지와 연결되어 상기 산화물 중에 포함된 상기 이산화탄소를 분리하여 상기 용융탄산염 연료전지로 공급할 수 있다.The CO 2 separator may be connected to the first fuel cell to separate the carbon dioxide contained in the oxide and supply the carbon dioxide to the molten carbonate fuel cell.

상기 C0₂ 분리기로 유입된 가스 중에서 상기 C0₂ 분리기에서 분리된 상기 이산화탄소를 제외한 나머지에는 상기 제 2 연료전지용 연료가 포함되고, 상기 C0₂ 분리기에서 배출된 상기 제 2 연료전지용 연료는 상기 제 2 연료전지로 공급될 수 있다.Wherein the fuel for the second fuel cell is contained in the remainder of the gas introduced into the CO 2 separator except for the carbon dioxide separated in the CO 2 separator and the fuel for the second fuel discharged from the CO 2 separator is supplied to the second fuel cell .

상기 고체산화물 연료전지가 전기 생산과정에서 생성하는 산화물 중 이산화탄소는 상기 용융탄산염 연료전지의 캐소드로 공급될 수 있다.Among the oxides produced by the solid oxide fuel cell during the electric production process, carbon dioxide may be supplied to the cathode of the molten carbonate fuel cell.

본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 연료전지의 전기 생산과정에서 생성되는 반응결과물인 산화물을 제 2 연료전지로 공급하여 제 2 연료전지의 전기 생산에 활용함으로써 연료전지장치의 효율을 높일 수 있는 연료전지장치를 구현할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to increase the efficiency of the fuel cell device by supplying oxide, which is the result of the reaction produced in the first production process of the first fuel cell, to the second fuel cell, A fuel cell device can be realized.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연료전지장치를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연료전지장치를 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 연료전지장치를 나타내는 도면이다.
1 is a view showing a fuel cell apparatus according to a first embodiment of the present invention,
2 is a view showing a fuel cell apparatus according to a second embodiment of the present invention,
3 is a view showing a fuel cell apparatus according to a third embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, do.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연료전지장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a fuel cell apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연료전지장치(1000)는 제 1 연료전지(100)와 제 2 연료전지(200)를 포함한다.1, the fuel cell apparatus 1000 according to the first embodiment of the present invention includes a first fuel cell 100 and a second fuel cell 200. [

제 1 연료전지(100)는 고체상의 탄소(C)를 포함하는 연료를 이용하여 전기를 생산하고 전기 생산과정에서 일산화탄소(CO)와 이산화탄소(C0₂)를 포함하는 산화물을 방출한다.The first fuel cell 100 generates electricity using fuel containing solid carbon (C), and releases oxides including carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO2) during the electric production process.

제 2 연료전지(200)는 제 1 연료전지(100)에 의해 생성된 산화물을 활용하여 추가적으로 전기를 생산한다.The second fuel cell 200 utilizes the oxide produced by the first fuel cell 100 to produce additional electricity.

이와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연료전지장치(1000)는 제 1 연료전지(100)의 전기 생산과정에서 생성되는 반응결과물인 산화물을 제 2 연료전지(200)로 공급하여 제 2 연료전지(200)의 전기 생산에 활용함으로써 연료전지장치의 효율을 높일 수 있다.As described above, the fuel cell apparatus 1000 according to the first embodiment of the present invention supplies the resultant oxide, which is the reaction product produced in the process of electricity generation of the first fuel cell 100, to the second fuel cell 200, The efficiency of the fuel cell apparatus can be increased by utilizing the fuel cell apparatus for the electric production of the battery 200.

본 실시예에서는, 제 1 연료전지(100)가 직접탄소형 연료전지(Direct Carbon Fuel Cell, or DCFC)일 수 있으며, 제 2 연료전지(200)가 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, or SOFC, 210)일 수 있다.In this embodiment, the first fuel cell 100 may be a direct carbon fuel cell (DCFC) or the second fuel cell 200 may be a solid oxide fuel cell SOFC, 210).

제 1 연료전지(100) 및 제 2 연료전지(200)는 전기화학 반응에 의해 전기를 생산하므로 연소에 의해서 발생되는 환경오염 물질을 배출하지 않고 간단한 발전 시스템으로 인하여 보다 효율적으로 전기를 생성할 수 있다.Since the first fuel cell 100 and the second fuel cell 200 generate electricity by an electrochemical reaction, it is possible to generate electricity more efficiently due to a simple power generation system without discharging environmental pollutants generated by the combustion have.

제 1 연료전지(100)는 고체상의 탄소(C)를 연료로 사용하여 전기를 생산할 수 있다.The first fuel cell 100 can produce electricity by using solid carbon (C) as a fuel.

이러한 제 1 연료전지(100)는, 공기 중에 포함된 산소를 이용하여 O2 -를 생성하는 캐소드(cathode or 공기극, 104)와, 상기 캐소드(104)에서 생성된 O2 -가 이동할 수 있는 전해질과, 상기 전해질로부터 공급된 O2 -를 탄소를 포함하는 연료와 반응시켜 CO 또는 C0₂와 같은 반응생성물(산화물)을 생성하는 애노드(anode or 연료극, 102)를 포함할 수 있다.The first fuel cell 100 includes a cathode (cathode or cathode) 104 generating O 2 - using oxygen contained in the air, and an electrolyte capable of moving O 2 - generated in the cathode 104 And an anode (anode or anode) 102 which reacts O 2 - supplied from the electrolyte with a fuel containing carbon to produce reaction products (oxides) such as CO or CO 2.

다음의 화학식 1 및 화학식 2는 각각 제 1 연료전지(100)의 애노드 (102) 및 캐소드(104)에서 일어나는 화학반응을 나타낸 것이다.The following chemical formulas (1) and (2) show the chemical reactions occurring in the anode 102 and the cathode 104 of the first fuel cell 100, respectively.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

C + O2 - → CO₂ + 2e- C + O 2 - → CO₂ + 2e -

C + 1/2 O2 - → CO + e- C + 1/2 O 2 - > CO + e -

[화학식 2](2)

1/2 O² + 2e- → O2 - 1/2 O² + 2e - > O 2 -

도 1을 참조하면, 제 1 연료전지(100)의 캐소드(104)에서 발생한 O2 -는 전해질을 통하여 제 1 연료전지(100)의 애노드(102)로 이동하여 제 1 연료전지(100)의 연료인 탄소(C)를 산화시켜 CO 또는 C0₂와 같은 반응생성물(즉, 산화물)을 형성하고, 이에 따라 전자 2e-와 e-가 발생한다. 이때, 제 1 연료전지(100)의 애노드(102)와 캐소드(104)가 전기적으로 연결되면 전자 2e-와 e-가 흐르므로 전류가 형성된다.1, O 2 - generated in the cathode 104 of the first fuel cell 100 moves to the anode 102 of the first fuel cell 100 through the electrolyte and flows into the anode 102 of the first fuel cell 100 The carbon (C), the fuel, is oxidized to form reaction products (ie, oxides) such as CO or CO2, and electrons 2e - and e - are generated accordingly. At this time, when the anode 102 of the first fuel cell 100 and the cathode 104 are electrically connected to each other, electrons 2e - and e - flow to form a current.

한편, 다음의 화학식 3 및 화학식 4는 각각 제 2 연료전지(200)인 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)와 캐소드(214)에서 일어나는 화학반응을 나타낸 것이다.Meanwhile, the following chemical formulas (3) and (4) show the chemical reactions occurring in the anode 212 and the cathode 214 of the solid oxide fuel cell 210, which is the second fuel cell 200, respectively.

[화학식 3](3)

CO + O2 - → CO₂ + 2e- CO + O 2 - > CO2 + 2e -

H₂ + 1/2 O2 - → H₂O + e- H 2 + 1/2 O 2 - → H 2 O + e -

[화학식 4][Chemical Formula 4]

1/2 O² + 2e- → O2 - 1/2 O² + 2e - > O 2 -

도 1을 참조하면, 제 2 연료전지(200)인 고체산화물 연료전지(210)의 캐소드(214)에서 발생한 O2 -는 전해질을 통하여 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)로 이동하여 고체산화물 연료전지(210)의 연료인 CO 와 H₂를 산화시켜 C0₂ 또는 H₂O와 같은 반응생성물(즉, 산화물)을 형성하고, 이에 따라 전자 2e-와 e-가 발생한다. 이때, 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)와 캐소드(214)가 전기적으로 연결되면 전자 2e-와 e-가 흐르므로 전류가 형성된다.1, O 2 - generated in the cathode 214 of the solid oxide fuel cell 210 which is the second fuel cell 200 is transferred to the anode 212 of the solid oxide fuel cell 210 through the electrolyte Oxides such as CO 2 or H 2 O are formed by oxidizing CO and H 2, which are the fuels of the solid oxide fuel cell 210, so that electrons 2e - and e - are generated. At this time, when the anode 212 of the solid oxide fuel cell 210 and the cathode 214 are electrically connected to each other, electrons 2e - and e - flow to form a current.

이때, 제 1 연료전지(100)의 애노드(102)에서 일산화탄소와 이산화탄소를 포함하는 산화물이 생성될 수 있고, 고체산화물 연료전지(210)와 같은 제 2 연료전지(200)는 이와 같이 제 1 연료전지(100)에서 화학 반응 후 생성된 상기 산화물을 활용하여 추가적으로 전기를 생산하는데 사용할 수 있다.At this time, oxides including carbon monoxide and carbon dioxide can be generated from the anode 102 of the first fuel cell 100 and the second fuel cell 200 such as the solid oxide fuel cell 210 can generate the first fuel And can be used to additionally produce electricity utilizing the oxide generated after the chemical reaction in the battery 100.

본 실시예의 경우는, 제 1 연료전지(100)의 캐소드(104)로부터 산소를 공급받아 탄소를 포함하는 연료(C)를 산화시켜 생성된 상기 산화물 중 일부, 즉 일산화탄소(C0)를 제 2 연료전지(200)인 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)에 연료로 공급할 수 있다.In the case of this embodiment, a part of the oxide generated by oxidizing the fuel (C) containing carbon, that is, the carbon monoxide (C0), is supplied from the cathode 104 of the first fuel cell 100 to the second fuel And can be supplied as fuel to the anode 212 of the solid oxide fuel cell 210 which is the battery 200. [

이와 같이, 제 2 연료전지(200)인 고체산화물 연료전지(210)에서 연료극인 애노드(212)의 연료로 필요한 일산화탄소(C0)가 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 연료전지(100)의 화학반응에 의하여 생성된 일산화탄소(C0)에 의하여 공급되므로 연료전지장치의 효율을 향상시킬 수 있다.1, the carbon monoxide (C0) required as fuel for the anode 212, which is the fuel electrode, in the solid oxide fuel cell 210, which is the second fuel cell 200, And is supplied by the carbon monoxide (CO) generated by the reaction, so that the efficiency of the fuel cell apparatus can be improved.

한편, 본 실시예에 따른 연료전지장치(1000)는 도 1에 도시된 바와 같이 연료생성용 원료와 스팀을 이용하여 생성된 생성물(H₂, CO, C0₂)를 제 2 연료전지(200)로 공급하는 개질기(reformer, 300)를 더 포함할 수 있다.1, the fuel cell apparatus 1000 according to the present embodiment supplies the products (H2, CO, CO2) generated by using the raw material for generating fuel and steam to the second fuel cell 200 The reformer 300 may further include a reformer.

개질기(300)는 수소를 함유하는 연료생성용 원료(예를 들어, LPG, LNG, 메탄, 석탄가스, 에탄올, 가솔린, 디젤 등과 같은 탄화수소)로부터 H₂, CO, CO₂와 같이 제 2 연료전지(200)에서 필요한 물질로 변환할 수 있다.The reformer 300 is connected to the second fuel cell 200 (for example, H 2, CO, and CO 2) from fuel producing raw materials containing hydrogen (for example, hydrocarbons such as LPG, LNG, methane, coal gas, ethanol, gasoline, ) Can be converted to the required material.

개질기(300)는 생성물(H₂, CO, C0₂)를 예를 들어 본 실시예에서의 고체산화물 연료전지(210) 또는 후술할 실시예에서의 용융탄산염 연료전지(220)와 같은 제 2 연료전지(200)로 화학반응에 필요한 연료 또는 캐소드(공기극)에 필요한 반응물로 공급할 수 있다.The reformer 300 may convert the products H 2, CO, and CO 2 to a second fuel cell (for example, the solid oxide fuel cell 210 in this embodiment or a molten carbonate fuel cell 220 in the embodiment described later) 200) as a fuel required for a chemical reaction or a reactant necessary for a cathode (air electrode).

이를 위해, 본 실시예에 따른 연료전지장치(1000)는 도 1에 도시된 바와 같이, 개질기(300)가 생성한 생성물(H₂, CO, C0₂)로부터 일산화탄소(CO)를 분리하고 상기 분리된 일산화탄소(CO)를 제 2 연료전지(200)인 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)로 공급하는 CO 분리기(400)를 더 포함할 수 있다.1, the fuel cell apparatus 1000 according to the present embodiment separates carbon monoxide (CO) from the products H2, CO, and CO2 generated by the reformer 300 and separates the separated carbon monoxide And a CO separator 400 for supplying the CO 2 to the anode 212 of the solid oxide fuel cell 210 which is the second fuel cell 200.

본 실시예의 경우는, CO 분리기(400)가 생성물(H₂, CO, C0₂)로부터 일산화탄소(CO)만을 분리하여 제 2 연료전지(200)인 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)로 연료로 공급할 수 있다.In the case of this embodiment, the CO separator 400 separates only carbon monoxide (CO) from the products H 2, CO, and CO 2 and supplies it to the anode 212 of the solid oxide fuel cell 210 as the second fuel cell 200 .

이 경우, CO 분리기(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 연료전지(100)와 연결될 수 있으며, 제 1 연료전지(100)에 의해 생성된 산화물(CO, C0₂) 중에 포함된 일산화탄소(CO)를 분리하여 제 2 연료전지(200)인 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)로 연료로 공급할 수 있다.In this case, the CO separator 400 may be connected to the first fuel cell 100 as shown in FIG. 1, and the carbon monoxide (CO, CO 2) contained in the oxides CO) may be separated and supplied as fuel to the anode 212 of the solid oxide fuel cell 210 which is the second fuel cell 200.

한편, 본 실시예에 따른 연료전지장치(1000)는 도 1에 도시된 바와 같이, 개질기(300)가 생성한 생성물(H₂, CO, C0₂)에서 일산화탄소(CO)를 제거한 후 그 나머지 가스(H₂, C0₂)로부터 이산화탄소(C0₂)를 분리하는 C0₂ 분리기(500)를 더 포함할 수 있다.1, the fuel cell apparatus 1000 according to the present embodiment is configured to remove carbon monoxide (CO) from the products H2, CO, and CO2 generated by the reformer 300, (C02) from the carbon dioxide (CO2).

C0₂ 분리기(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 연료전지(100)와 연결된 CO 분리기(400)와 연결되어 제 1 연료전지(100)에서 배출된 산화물(CO, C0₂) 중에 포함된 이산화탄소(C0₂)를 분리할 수 있다.The CO 2 separator 500 is connected to a CO separator 400 connected to the first fuel cell 100 as shown in FIG. 1 and includes carbon dioxide (CO 2) contained in the oxide (CO, CO 2) discharged from the first fuel cell 100 (C02) can be separated.

이 경우, 본 실시예에 따른 C0₂ 분리기(500)는, 일산화탄소(CO)가 제거된 나머지 가스(H₂, C0₂)로부터 이산화탄소(C0₂)를 분리하고 이렇게 남겨진 최종 물질, 즉 제 2 연료전지용 연료(H₂)를 제 2 연료전지(200)인 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)에 연료로 공급할 수 있다.In this case, the CO2 separator 500 according to the present embodiment separates carbon dioxide (CO 2) from the remaining gases (H 2, CO 2) from which carbon monoxide (CO) has been removed and removes the final material, Can be supplied as fuel to the anode 212 of the solid oxide fuel cell 210, which is the second fuel cell 200.

이때, C0₂ 분리기(500)에 의해 분리된 이산화탄소(C0₂)는 후술할 실시예의 용융탄산염 연료전지(220)의 캐소드(224) 등으로 공급될 수도 있다(도 2 및 도 3 참조).At this time, the carbon dioxide (CO2) separated by the CO2 separator 500 may be supplied to the cathode 224 of the molten carbonate fuel cell 220 of the following embodiment (see FIGS. 2 and 3).

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연료전지장치를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a fuel cell apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 연료전지장치(2000)는 제 2 연료전지(200)가 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell, or MCFC, 220)일 수 있다.2, the fuel cell apparatus 2000 according to the second embodiment of the present invention may be configured such that the second fuel cell 200 is a Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) 220 .

본 실시예를 설명함에 있어서, 전술한 실시예에 따른 연료전지장치(1000)와 동일 또는 상응하여 중복되는 부분은 구체적 설명을 생략하기로 하며, 전술한 실시예와 다른 형태를 갖는 제 2 연료전지(200)를 중심으로 설명하도록 한다.In the following description of the present embodiment, the same or corresponding portions as those of the fuel cell apparatus 1000 according to the above-described embodiment will not be described in detail, (200) will be mainly described.

다음의 화학식 5 및 화학식 6은 각각 제 2 연료전지(200)인 용융탄산염 연료전지(220)의 애노드(222)와 캐소드(224)에서 일어나는 화학반응을 나타낸 것이다.The following chemical formulas 5 and 6 show the chemical reactions occurring in the anode 222 and the cathode 224 of the molten carbonate fuel cell 220 as the second fuel cell 200, respectively.

[화학식 5][Chemical Formula 5]

H₂ + CO₃- → H₂O + C0₂ + e- H 2 + CO 3 - → H 2 O + CO 2 + e -

[화학식 6][Chemical Formula 6]

CO₂ + 1/2 O² + e- → CO₃- CO₂ + 1/2 O² + e - → CO₃ -

도 2를 참조하면, 제 2 연료전지(200)인 용융탄산염 연료전지(220)의 캐소드(224)에서 발생한 CO₃-는 전해질을 통하여 용융탄산염 연료전지(220)의 애노드(222)로 이동하여 용융탄산염 연료전지(220)의 연료인 H₂를 산화시켜 C0₂와 H₂O와 같은 반응생성물(즉, 산화물)을 형성하고, 이에 따라 전자 e-가 발생한다. 이때, 용융탄산염 연료전지(220)의 애노드(222)와 캐소드(224)가 전기적으로 연결되면 전자 e-가 흐르므로 전류가 형성된다.2, CO 3 - generated in the cathode 224 of the molten carbonate fuel cell 220 as the second fuel cell 200 moves to the anode 222 of the molten carbonate fuel cell 220 through the electrolyte, H 2, which is the fuel of the carbonate fuel cell 220, is oxidized to form reaction products (ie, oxides) such as CO 2 and H 2 O, thereby generating electrons e - . At this time, when the anode 222 of the molten carbonate fuel cell 220 is electrically connected to the cathode 224, the electrons e - flow to form a current.

본 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 연료전지(100)의 애노드(102)에서 일산화탄소와 이산화탄소를 포함하는 산화물이 생성될 수 있고, 용융탄산염 연료전지(220)와 같은 제 2 연료전지(200)는 이와 같이 제 1 연료전지(100)에서 화학 반응 후 생성된 상기 산화물을 활용하여 추가적으로 전기를 생산하는데 사용할 수 있다.2, an oxide including carbon monoxide and carbon dioxide may be generated at the anode 102 of the first fuel cell 100, and a second fuel such as the molten carbonate fuel cell 220 may be produced. The battery 200 can be used to further generate electricity by utilizing the oxide generated after the chemical reaction in the first fuel cell 100. [

본 실시예의 경우는, 제 1 연료전지(100)의 캐소드(104)로부터 산소를 공급받아 탄소를 포함하는 연료(C)를 산화시켜 생성된 상기 산화물 중 일부, 즉 이산화탄소(C0₂)를 제 2 연료전지(200)인 용융탄산염 연료전지(220)의 캐소드(224)에 공급할 수 있다. 이렇게 공급된 이산화탄소(C0₂)는 캐소드(224)에서 공기 중에 포함된 산소를 이용하여 CO₃-를 생성하는데 사용될 수 있다.In the case of this embodiment, a part of the oxides generated by oxidizing the fuel (C) containing carbon, that is, the carbon dioxide (CO2), is supplied from the cathode 104 of the first fuel cell 100 to the second fuel To the cathode 224 of the molten carbonate fuel cell 220 which is the battery 200. [ This supplied carbon dioxide (CO 2) can be used to produce CO 3 - using the oxygen contained in the air at the cathode 224.

이와 같이, 제 2 연료전지(200)인 용융탄산염 연료전지(220)에서 공기극인 캐소드(224)에 필요한 이산화탄소(C0₂)가 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 연료전지(100)의 화학반응에 의하여 생성된 이산화탄소(C0₂)에 의하여 공급되므로 연료전지장치의 효율을 향상시킬 수 있다.2, carbon dioxide (CO2) necessary for the cathode 224, which is an air electrode, in the molten carbonate fuel cell 220, which is the second fuel cell 200, is supplied to the chemical reaction of the first fuel cell 100 And the efficiency of the fuel cell apparatus can be improved because it is supplied by the generated carbon dioxide (CO2).

한편 본 실시예의 경우, C0₂ 분리기(500)는 도 2에 도시된 바와 같이, 개질기(300)가 생성한 생성물(H₂, CO, C0₂)에서 일산화탄소(CO)를 제거한 후 그 나머지 가스(H₂, C0₂)로부터 이산화탄소(C0₂)를 분리할 수 있다. 이때, 상기 분리된 이산화탄소(C0₂)는 제 2 연료전지(200)인 용융탄산염 연료전지(220)의 캐소드(224)에 반응에 필요한 반응물로 공급될 수 있다.2, the CO 2 separator 500 removes carbon monoxide (CO) from the products H 2, CO, and CO 2 generated by the reformer 300 and then supplies the remaining gases (H 2, CO 2 (CO 2) can be separated from the carbon dioxide (CO 2). At this time, the separated carbon dioxide (CO 2) may be supplied as a reactant necessary for the reaction to the cathode 224 of the molten carbonate fuel cell 220 as the second fuel cell 200.

또한 C0₂ 분리기(500)는, 이산화탄소(C0₂)를 분리하고 남은 최종 물질, 즉 제 2 연료전지용 연료(H₂)를 제 2 연료전지(200)인 용융탄산염 연료전지(220)의 애노드(222)로 화학반응에 필요한 연료로 공급할 수 있다.The CO2 separator 500 separates the carbon dioxide (CO 2) from the final material, that is, the fuel H 2 for the second fuel cell, into the anode 222 of the molten carbonate fuel cell 220 that is the second fuel cell 200 It can be supplied as fuel required for chemical reaction.

즉, C0₂ 분리기(500)는 이산화탄소(C0₂)가 제거된 나머지(H₂)를 제 2 연료전지(200)인 용융탄산염 연료전지(220)의 애노드(222)로 공급할 수 있다.That is, the CO2 separator 500 can supply the remainder (H2) from which carbon dioxide (CO2) has been removed to the anode 222 of the molten carbonate fuel cell 220, which is the second fuel cell 200. [

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 연료전지장치를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a fuel cell apparatus according to a third embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 연료전지장치(3000)는 제 1 연료전지(100)가 직접탄소형 연료전지(DCFC)일 수 있으며, 제 2 연료전지(200)가 고체산화물 연료전지(210)와 용융탄산염 연료전지(220)를 포함할 수 있다.3, the fuel cell apparatus 3000 according to the third embodiment of the present invention may be configured such that the first fuel cell 100 may be a direct carbon fuel cell (DCFC), and the second fuel cell 200 May include a solid oxide fuel cell 210 and a molten carbonate fuel cell 220.

즉, 본 실시예에서는 제 2 연료전지(200)가 복수개의 연료전지를 포함할 수 있다.That is, in this embodiment, the second fuel cell 200 may include a plurality of fuel cells.

본 실시예를 설명함에 있어서, 전술한 실시예에 따른 연료전지장치(1000, 2000)와 동일 또는 상응하여 중복되는 부분은 구체적 설명을 생략하기로 하며, 전술한 실시예와 다른 형태를 갖는 제 2 연료전지(200)를 중심으로 설명하도록 한다.In the following description of the present embodiment, the same or corresponding portions as those of the fuel cell apparatuses 1000 and 2000 according to the above embodiments will not be described in detail, The fuel cell 200 will be mainly described.

본 실시예에서는, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 연료전지(100)의 애노드(102)에서 일산화탄소와 이산화탄소를 포함하는 산화물이 생성될 수 있고, 직접탄소형 연료전지(210)와 용융탄산염 연료전지(220)를 포함하는 제 2 연료전지(200)는 이와 같이 제 1 연료전지(100)에서 화학 반응 후 생성된 상기 산화물(CO, C0₂)을 활용하여 추가적으로 전기를 생산하는데 사용할 수 있다.3, an oxide including carbon monoxide and carbon dioxide can be generated from the anode 102 of the first fuel cell 100, and the direct carbon type fuel cell 210 and the molten carbonate fuel The second fuel cell 200 including the battery 220 may be used to further generate electricity by utilizing the oxides (CO, CO2) generated after the chemical reaction in the first fuel cell 100. [

본 실시예의 경우는, 제 1 연료전지(100)의 캐소드(104)로부터 산소를 공급받아 탄소를 포함하는 연료(C)를 산화시켜 생성된 상기 산화물(CO, C0₂) 중 일부, 즉 일산화탄소(C0)는 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)에 연료로 공급될 수 있다.In this embodiment, a part of the oxides (CO, CO2) generated by oxidizing the fuel C containing carbon by receiving oxygen from the cathode 104 of the first fuel cell 100, that is, carbon monoxide C0 May be supplied as fuel to the anode 212 of the solid oxide fuel cell 210. [

또한, 상기 산화물(CO, C0₂) 중 일부, 즉 이산화탄소(C0₂)는 용융탄산염 연료전지(220)의 캐소드(224)에 반응물로 공급될 수 있다. 이렇게 공급된 이산화탄소(C0₂)는 캐소드(224)에서 공기 중에 포함된 산소를 이용하여 CO₃-를 생성하는데 사용될 수 있다.Part of the oxides (CO, CO2), that is, carbon dioxide (CO2), may be supplied as a reactant to the cathode 224 of the molten carbonate fuel cell 220. [ This supplied carbon dioxide (CO 2) can be used to produce CO 3 - using the oxygen contained in the air at the cathode 224.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 제 2 연료전지(200)의 고체산화물 연료전지(210)에서 연료극인 애노드(212)의 연료로 필요한 일산화탄소(C0)가 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 연료전지(100)의 화학반응에 의하여 생성된 일산화탄소(C0)에 의하여 공급되므로 연료전지장치의 효율을 향상시킬 수 있다.3, the carbon monoxide (CO) required as the fuel of the anode 212, which is the fuel electrode in the solid oxide fuel cell 210 of the second fuel cell 200, (CO) generated by the chemical reaction of the fuel cell 100, the efficiency of the fuel cell device can be improved.

또한, 제 2 연료전지(200)의 용융탄산염 연료전지(220)에서 공기극인 캐소드(224)에 필요한 이산화탄소(C0₂)가 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 연료전지(100)의 화학반응에 의하여 생성된 이산화탄소(C0₂)에 의하여 공급되므로 연료전지장치의 효율을 향상시킬 수 있다.3, carbon dioxide (CO2) necessary for the cathode 224, which is an air electrode, in the molten carbonate fuel cell 220 of the second fuel cell 200 is oxidized by the chemical reaction of the first fuel cell 100 And the efficiency of the fuel cell device can be improved since it is supplied by the generated carbon dioxide (CO2).

한편 본 실시예의 경우, C0₂ 분리기(500)는 도 3에 도시된 바와 같이, 개질기(300)가 생성한 생성물(H₂, CO, C0₂)에서 일산화탄소(CO)를 제거한 후 그 나머지 가스(H₂, C0₂)로부터 이산화탄소(C0₂)를 분리할 수 있다. 이때, 상기 분리된 이산화탄소(C0₂)는 제 2 연료전지(200)의 하나인 용융탄산염 연료전지(220)의 캐소드(224)에 반응에 필요한 반응물로 공급될 수 있다.3, the CO 2 separator 500 removes carbon monoxide (CO) from the products (H2, CO, CO2) generated by the reformer 300 and then supplies the remaining gases (H2, CO2 (CO 2) can be separated from the carbon dioxide (CO 2). At this time, the separated carbon dioxide (CO 2) may be supplied as a reactant necessary for the reaction to the cathode 224 of the molten carbonate fuel cell 220, which is one of the second fuel cells 200.

또한 C0₂ 분리기(500)는, 이산화탄소(C0₂)를 분리하고 남은 가스, 즉 수소(H₂)를 제 2 연료전지(200)의 하나인 용융탄산염 연료전지(220)의 애노드(222)로 화학반응에 필요한 연료로 공급할 수도 있으며, 제 2 연료전지(200)의 다른 하나인 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)로 화학반응에 필요한 연료로 공급할 수도 있다.The CO2 separator 500 separates the carbon dioxide (CO 2) and transfers the remaining gas, that is, hydrogen (H 2) to the anode 222 of the molten carbonate fuel cell 220, which is one of the second fuel cells 200, Or may be supplied as fuel required for a chemical reaction to the anode 212 of the solid oxide fuel cell 210, which is another one of the second fuel cells 200.

즉, CO 분리기(400)에서 C0₂ 분리기(500)로 유입된 가스(H₂, C0₂) 중에서 C0₂ 분리기(500)에 의해 분리된 이산화탄소를 제외한 나머지 물질(H₂)에는 제 2 연료전지용 연료(H₂)가 포함될 수 있으며, C0₂ 분리기(500)에서 배출된 상기 제 2 연료전지용 연료(H₂)는 제 2 연료전지(200)인 고체산화물 연료전지(210)와 용융탄산염 연료전지(220)로 각각 공급될 수 있다.That is, the fuel H₂ for the second fuel cell is supplied to the remaining material H2 excluding the carbon dioxide separated by the CO2 separator 500 from the gases (H2, CO2) flowing into the CO2 separator 500 from the CO separator 400 And the fuel H 2 for the second fuel cell discharged from the CO2 separator 500 may be supplied to the solid oxide fuel cell 210 and the molten carbonate fuel cell 220 which are the second fuel cell 200 have.

즉, C0₂ 분리기(500)는 이산화탄소(C0₂)가 제거된 나머지(H₂)를 제 2 연료전지(200)를 구성하는 고체산화물 연료전지(210)와 용융탄산염 연료전지(220) 각각의 애노드(212, 222)에 연료로 공급할 수 있다.That is, the CO2 separator 500 separates the remaining carbon dioxide (CO2) from the solid oxide fuel cell 210 constituting the second fuel cell 200 and the anode 212 of the molten carbonate fuel cell 220 , 222 as fuel.

이 경우, C0₂ 분리기(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 연료전지(100)와 연결된 CO 분리기(400)와 연결될 수 있다. C0₂ 분리기(500)는 제 1 연료전지(100)에서 배출된 산화물(CO, C0₂) 중에 포함된 이산화탄소(C0₂)를 분리하여 제 2 연료전지(200)의 용융탄산염 연료전지(220)의 캐소드(224)로 공급할 수 있다.In this case, the CO 2 separator 500 may be connected to the CO separator 400 connected to the first fuel cell 100 as shown in FIG. The CO 2 separator 500 separates the carbon dioxide CO 2 contained in the oxides CO 2 and CO 2 discharged from the first fuel cell 100 and supplies the separated carbon dioxide CO 2 to the cathode of the molten carbonate fuel cell 220 of the second fuel cell 200 224, respectively.

한편, 본 실시예에서는 고체산화물 연료전지(210)의 애노드(212)에서 화학반응을 통해 생성된 산화물 중 이산화탄소(C0₂)가 도 3에 도시된 바와 같이 용융탄산염 연료전지(220)의 캐소드(224)에 공급되어 CO₃-를 생성하는데 재활용될 수 있다.3, carbon dioxide (CO 2) among the oxides generated through the chemical reaction in the anode 212 of the solid oxide fuel cell 210 is supplied to the cathode 224 of the molten carbonate fuel cell 220 ) And can be recycled to produce CO3 < - >.

이러한 본 실시예에 따르면, 제 1 연료전지의 전기 생산과정에서 생성되는 반응결과물인 산화물을 제 2 연료전지로 공급하여 제 2 연료전지의 전기 생산에 활용함으로써 연료전지장치의 효율을 높일 수 있는 연료전지장치를 구현할 수 있다.According to this embodiment, the oxide, which is the result of the reaction produced in the first production process of the first fuel cell, is supplied to the second fuel cell and utilized for the production of electricity of the second fuel cell, A battery device can be implemented.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

1000, 2000, 3000: 연료전지장치 100: 제 1 연료전지
102: 애노드 104: 캐소드
200: 제 2 연료전지 210: 고체산화물 연료전지(SOFC)
212: 애노드 214: 캐소드
220: 용융탄산염 연료전지(MCFC) 222: 애노드
224: 캐소드 300: 개질기
400: CO 분리기 500: C0₂ 분리기
1000, 2000, 3000: Fuel cell device 100: First fuel cell
102: anode 104: cathode
200: Second fuel cell 210: Solid oxide fuel cell (SOFC)
212: anode 214: cathode
220: Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) 222: Anode
224: cathode 300: reformer
400: CO separator 500: CO2 separator

Claims (13)

탄소를 포함하는 연료를 이용하여 전기를 생산하고 전기 생산과정에서 일산화탄소와 이산화탄소를 포함하는 산화물을 생성하는 제 1 연료전지; 및
상기 제 1 연료전지에서 생성된 상기 산화물을 활용하여 추가적으로 전기를 생산하는 제 2 연료전지를 포함하는, 연료전지장치.
A first fuel cell that generates electricity using a fuel containing carbon and generates an oxide including carbon monoxide and carbon dioxide in an electric production process; And
And a second fuel cell that utilizes the oxide produced in the first fuel cell to additionally produce electricity.
제1항에 있어서,
상기 제 1 연료전지는 직접탄소형 연료전지(DCFC)를 포함하고,
상기 제 2 연료전지는 고체산화물 연료전지(SOFC)를 포함하며,
상기 제 1 연료전지의 캐소드로부터 산소를 공급받아 상기 탄소를 포함하는 연료를 산화시켜 생성된 상기 산화물 중 일산화탄소를 상기 제 2 연료전지의 애노드로 공급하는, 연료전지장치.
The method according to claim 1,
The first fuel cell includes a direct carbon fuel cell (DCFC)
The second fuel cell includes a solid oxide fuel cell (SOFC)
And supplying carbon monoxide in the oxide generated by oxidizing the fuel containing carbon to the anode of the second fuel cell by supplying oxygen from the cathode of the first fuel cell.
제2항에 있어서,
상기 제 1 연료전지와 연결되어 상기 산화물 중에 포함된 일산화탄소를 분리하여 상기 제 2 연료전지로 공급하는 CO 분리기를 더 포함하는, 연료전지장치.
3. The method of claim 2,
And a CO separator connected to the first fuel cell to separate carbon monoxide contained in the oxide and supply the carbon monoxide to the second fuel cell.
제1항에 있어서,
상기 제 1 연료전지는 직접탄소형 연료전지(DCFC)를 포함하고,
상기 제 2 연료전지는 용융탄산염 연료전지(MCFC)를 포함하며,
상기 제 1 연료전지의 캐소드로부터 산소를 공급받아 상기 탄소를 포함하는 연료를 산화시켜 생성된 상기 산화물 중 이산화탄소를 상기 제 2 연료전지의 캐소드로 공급하는, 연료전지장치.
The method according to claim 1,
The first fuel cell includes a direct carbon fuel cell (DCFC)
Wherein the second fuel cell comprises a molten carbonate fuel cell (MCFC)
And supplying carbon dioxide in the oxide generated by oxidizing the fuel containing carbon by supplying oxygen from the cathode of the first fuel cell to the cathode of the second fuel cell.
제4항에 있어서,
상기 제 1 연료전지와 연결되어 상기 산화물 중에 포함된 이산화탄소를 분리하여 상기 제 2 연료전지로 공급하는 C0₂ 분리기를 더 포함하는, 연료전지장치.
5. The method of claim 4,
And a CO 2 separator connected to the first fuel cell to separate carbon dioxide contained in the oxide and supply the separated carbon dioxide to the second fuel cell.
제1항에 있어서,
상기 제 2 연료전지는 고체산화물 연료전지(SOFC)와 용융탄산염 연료전지(MCFC)를 포함하고,
상기 제 1 연료전지의 캐소드로부터 산소를 공급받아 상기 탄소를 포함하는 연료를 산화시켜 생성된 상기 산화물 중 일산화탄소는 상기 고체산화물 연료전지의 애노드로 공급하고,
상기 산화물 중 이산화탄소는 상기 용융탄산염 연료전지의 캐소드로 공급하는 는, 연료전지장치.
The method according to claim 1,
The second fuel cell includes a solid oxide fuel cell (SOFC) and a molten carbonate fuel cell (MCFC)
Supplying carbon monoxide to the anode of the solid oxide fuel cell by supplying oxygen from the cathode of the first fuel cell to oxidize fuel containing the carbon,
And carbon dioxide in the oxide is supplied to the cathode of the molten carbonate fuel cell.
제6항에 있어서,
연료생성용 원료와 스팀을 이용하여 생성된 생성물을 상기 제 2 연료전지로 공급하는 개질기를 더 포함하는, 연료전지장치.
The method according to claim 6,
Further comprising a reformer for supplying a product generated by using the raw fuel for fuel production and steam to the second fuel cell.
제7항에 있어서,
상기 개질기가 생성한 상기 생성물로부터 일산화탄소를 분리하고 상기 분리된 일산화탄소를 상기 고체산화물 연료전지로 공급하는 CO 분리기를 더 포함하는, 연료전지장치.
8. The method of claim 7,
Further comprising a CO separator for separating carbon monoxide from the product produced by the reformer and supplying the separated carbon monoxide to the solid oxide fuel cell.
제8항에 있어서,
상기 CO 분리기는 상기 제 1 연료전지와 연결되어 상기 산화물 중에 포함된 상기 일산화탄소를 분리하여 상기 고체산화물 연료전지로 공급하는, 연료전지장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the CO separator is connected to the first fuel cell to separate the carbon monoxide contained in the oxide and supply the carbon monoxide to the solid oxide fuel cell.
제8항에 있어서,
상기 개질기가 생성한 상기 생성물로부터 일산화탄소가 제거된 나머지로부터 이산화탄소를 분리하고 상기 분리된 이산화탄소를 상기 용융탄산염 연료전지로 공급하는 C0₂ 분리기를 더 포함하는, 연료전지장치.
9. The method of claim 8,
Further comprising a CO2 separator for separating carbon dioxide from the remaining carbon monoxide removed from the product produced by the reformer and supplying the separated carbon dioxide to the molten carbonate fuel cell.
제10항에 있어서,
상기 C0₂ 분리기는 상기 제 1 연료전지와 연결되어 상기 산화물 중에 포함된 상기 이산화탄소를 분리하여 상기 용융탄산염 연료전지로 공급하는, 연료전지장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the CO 2 separator is connected to the first fuel cell to separate the carbon dioxide contained in the oxide and supply the carbon dioxide to the molten carbonate fuel cell.
제10항에 있어서,
상기 C0₂ 분리기로 유입된 가스 중에서 상기 C0₂ 분리기에서 분리된 상기 이산화탄소를 제외한 나머지에는 상기 제 2 연료전지용 연료가 포함되고, 상기 C0₂ 분리기에서 배출된 상기 제 2 연료전지용 연료는 상기 제 2 연료전지로 공급되는, 연료전지장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the fuel for the second fuel cell is contained in the remainder of the gas introduced into the CO 2 separator except for the carbon dioxide separated in the CO 2 separator and the fuel for the second fuel discharged from the CO 2 separator is supplied to the second fuel cell Gt;
제6항에 있어서,
상기 고체산화물 연료전지가 전기 생산과정에서 생성하는 산화물 중 이산화탄소는 상기 용융탄산염 연료전지의 캐소드로 공급되는, 연료전지장치.
The method according to claim 6,
Wherein carbon dioxide among the oxides produced by the solid oxide fuel cell in the electric production process is supplied to the cathode of the molten carbonate fuel cell.
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