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발전소에서 배출되는 이산화탄소를 포집하는 단계(A);포집된 상기 이산화탄소와 증기를 고체산화물 전해셀의 연료극에 공급하는 단계(B);상기 고체산화물 전해셀의 연료극에서 전기분해를 통해 수소 및 일산화탄소의 합성가스를 생성하는 단계(C);상기 고체산화물 전해셀의 공기극에서 전기분해를 통해 산소를 생성하는 단계(D);상기 (C)단계에서 생성된 합성가스를 합성연료로 변환하는 단계(E);상기 (D)단계에서 생성된 상기 산소를 상기 발전소에 공급하는 단계(F); 및상기 (E)단계에서 생성된 증기를 상기 고체산화물 전해셀의 연료극에 공급하는 단계(G)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 방법
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제 1항에 있어서,상기 (B)단계에서,상기 고체산화물 전해셀은 제 1 고체산화물 전해셀 및 제 2 고체산화물 전해셀이 병렬 연결되어 형성되고,상기 제 1 고체산화물 전해셀의 연료극에는 상기 증기가 공급되고,상기 제 2 고체산화물 전해셀의 연료극에는 상기 이산화탄소가 공급되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 방법
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제 2항에 있어서,상기 (C)단계는,상기 제 1 고체산화물 전해셀의 연료극에서 전기분해를 통해 수소를 생성하는 단계(C-1);상기 제 2 고체산화물 전해셀의 연료극에서 전기분해를 통해 일산화탄소를 생성하는 단계(C-2); 및상기 (C-1)단계 및 (C-2)단계 각각에서 생성된 상기 일산화탄소와 상기 수소를 혼합하여 합성가스를 생성하는 단계(C-3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 방법
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제 1항에 있어서,상기 (E)단계는 메탄화 공정 또는 피셔-트로프슈(Fischer-Tropsch) 공정을 이용하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 방법
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제 1항에 있어서,상기 (C)단계 및 (D)단계에 공급되는 전기는 신재생 에너지원에 의하여 생산된 전기 또는 전력 그리드에서 사용하고 남는 잉여의 전기를 이용하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 방법
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제 1항에 있어서,상기 (A)단계 내지 상기 (G)단계에서의 운전 온도를 유지하기 위해 열원을 공급하는 단계(H)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 방법
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제 6항에 있어서,상기 (H)단계에서 공급되는 상기 열원은 상기 발전소 내의 연소 공정에서의 열교환을 통해 발생되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 방법
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제 6항에 있어서,상기 (H)단계에서 공급되는 상기 열원은 상기 발전소 내의 이산화탄소 흡수 및 탈거 공정에서의 열교환을 통해 발생되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 방법
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발전소에서 배출되는 이산화탄소를 포집하는 포집 유닛;상기 포집 장치에서 공급되는 이산화탄소 및 증기를 공급받아 전기분해를 통해 수소 및 일산화탄소의 합성가스를 생성하는 연료극 및 전기분해를 통해 산소를 생성하는 공기극을 구비하는 고체산화물 전해셀;상기 연료극에서 생성된 상기 합성가스를 합성연료로 변환하는 변환 유닛 및상기 공기극에서 생성된 상기 산소를 상기 보일러에 공급하는 산소 공급 스트림을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 장치
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제 9항에 있어서,상기 고체산화물 전해셀은 제 1 고체산화물 전해셀 및 제 2 고체산화물 전해셀이 병렬 연결되어 형성되고,상기 제 1 고체산화물 전해셀의 연료극에는 상기 증기가 공급되어 수소가 생성되고, 상기 제 2 고체산화물 전해셀의 연료극에는 상기 이산화탄소가 공급되어 일산화탄소가 생성되고,상기 제 1 및 제 2 고체산화물 전해셀의 연료극 각각에서 생성된 상기 일산화탄소와 상기 수소를 혼합하여 합성가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 장치
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제 9항에 있어서,상기 변환 유닛은 메탄화 공정 또는 피셔-트로프슈(Fischer-Tropsch) 공정을 이용하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 장치
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제 9항에 있어서,상기 고체산화물 전해셀의 연료극은 니켈 및 지르코니아를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 장치
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제 9항에 있어서,상기 고체산화물 전해셀의 연료극 및 공기극 사이에는 전해질층이 형성되고,상기 전해질층은 지르코니아, 세리아, 비스무스 산화물 및 LaSrGaMg 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 장치
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제 12항 또는 제 13항에 있어서,상기 지르코니아는 이트리아, 스칸디아, 마그네시아 또는 산화칼슘으로 안정화된 지르코니아인 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 장치
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제 9항에 있어서,상기 고체산화물 전해셀의 상기 공기극은 1개의 층으로 구성되거나 또는 내부층에서 외부층으로 올라갈수록 열팽창계수가 커지는 복수의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 장치
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제 15항에 있어서,상기 고체산화물 전해셀의 상기 공기극은 사마륨 및 가돌리늄 중에서 선택되는 적어도 하나가 도핑되는 산화세륨; 및사마륨 및 가돌리늄 중에서 선택되는 적어도 하나가 도핑되는 산화세륨 알칼리토금속이 도핑된 희토류 금속을 포함하는 A 사이트와, 제1전이 금속에 제2전이금속이 도핑된 산화물을 포함하는 B 사이트를 갖는 페로브스카이트 물질을 단독 또는 복수로 선택한 층으로 구성된 것을 특징으로 하는 이산화탄소 재활용 장치
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