고온 메탄올 연료전지는 주로 메탄올을 고온에서 개질해 수소를 생산하고, 그 수소와 산소를 연료전지 내에서 전기화학 반응시켜 전기 에너지를 만들어 냅니다.
고온을 사용하는 이유:
메탄올과 수증기의 혼합 가스는 일정 온도에서 촉매를 통해 수소와 이산화탄소를 생성하며, 동시에 소량의 일산화탄소도 발생합니다. 그러나 일산화탄소는 촉매에 흡착되어 피독을 일으키고 결국 개질 반응을 멈추게 합니다. 반면 고온 조건에서는 일산화탄소가 촉매 표면에 흡착되기 어렵습니다. 예를 들어 상온에서는 10~20ppm의 일산화탄소만으로도 촉매 성능이 크게 떨어지지만, 130°C에서 운전하면 내성이 1000ppm, 150°C에서는 10,000ppm, 160°C를 넘으면 30,000ppm에서도 성능이 크게 저하되지 않습니다.
고온 메탄올 개질 연료전지의 작동 원리는 위 그림과 같습니다.
고온 발생기는 개질기를 작동 온도로 유지할 충분한 열을 공급합니다. 증발기는 물과 메탄올 혼합물이 액체에서 기체로 상변화하는 부분입니다. 개질기에서는 메탄올 개질 반응이 일어나고, 여기서 생성된 개질 가스가 연료전지의 발전 원료가 됩니다. 이러한 시스템에서는 일산화탄소를 제거하는 추가 공정이 필요하지 않습니다. 고온 메탄올 연료전지는 개질 가스의 불순물(일산화탄소나 미반응 메탄올 등)에 대한 내성이 높기 때문입니다. 또한 미반응 수소는 고온 발생기로 공급되고, 고온 메탄올 연료전지가 방출하는 잉여 열은 증발기에서 활용되어 연료와 열을 효율적으로 사용합니다.
고온 메탄올 개질 기술에 대한 자세한 정보:
https://www.htech360.com/a/23447