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양방향 수전해 시스템으로서, 수소극, 공기극 및 그 사이에 개재된 전해질로 구성되며, 외부에서 공급되는 스팀과 전기에 의해 수소 및 산소를 생성하는 수전해 모드 및 외부에서 공급되는 수소와 산소의 화학반응에 의해 전기와 물을 생성하는 연료전지 모드 중 어느 하나의 모드에서 작동 가능한 양방향 수전해 연료전지(30);상기 수소극으로 공급되는 수소 및 스팀과 상기 수소극에서 배출되는 제1 배출가스를 열교환하는 제1 열교환기(41); 상기 공기극으로 공급될 공기를 이송하는 적어도 하나의 공기유로; 상기 적어도 하나의 공기유로로 이송되는 공기와 상기 공기극에서 배출되는 제2 배출가스를 열교환하는 공기-배출가스간 열교환기; 및 상기 제1 열교환기(41)를 통과한 제1 배출가스의 일부를 분기하여 상기 수소극으로 재공급하도록 구성된 피드백 유로(L45);를 포함하고,상기 피드백 유로(L45)가 수전해 모드에서 개방되고 연료전지 모드에서 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 피드백 경로와 상기 수소극의 입력단을 연결하는 이젝터(90)를 더 포함하고, 상기 이젝터의 구동노즐이 상기 수소극으로 공급되는 수소, 스팀, 또는 수소와 스팀의 혼합가스가 이송되는 유로에 연결되고, 상기 이젝터의 분사노즐이 상기 수소극의 입력단에 연결되고, 상기 이젝터의 흡입구가 상기 피드백 경로에 연결된 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 양방향 수전해 시스템이 상기 제2 배출가스를 제1 분기유로와 제2 분기유로로 분기하는 분기부(59)를 더 포함하고,상기 적어도 하나의 공기유로는, 상기 공기극으로 공급될 공기를 각각 이송하는 제1 공기유로(L511)와 제2 공기유로(L512)를 포함하고, 상기 공기-배출가스간 열교환기는, 상기 제1 공기유로로 이송되는 공기와 상기 제1 분기유로로 이송되는 제2 배출가스를 열교환하는 제2 열교환기(51) 및 상기 제2 공기유로로 이송되는 공기와 상기 제2 분기유로로 이송되는 제2 배출가스를 열교환하는 제3 열교환기(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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제 4 항에 있어서, 상기 제2 공기유로를 개폐해는 제1 개폐밸브를 더 포함하고, 상기 제1 개폐밸브는 연료전지 모드에서 상기 제2 공기유로를 개방하고 수전해 모드에서 상기 제2 공기유로를 폐쇄하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 수소극으로 수소와 스팀을 공급하는 유로상에 배치된 제1 히터(61); 및 상기 공기극으로 공기를 공급하는 유로상에 배치된 제2 히터(62);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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제 6 항에 있어서,상기 제1 히터와 제2 히터는 수소와 스팀의 온도 및 공기의 온도를 각각 650℃ 내지 750℃ 내의 범위로 가열하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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제 1 항에 있어서,상기 제1 배출가스로부터 수소를 추출하는 수소 추출부(70);를 더 포함하고, 상기 수소 추출부(70)는, 수전해 모드에서, 추출된 수소의 적어도 일부를 수소 저장장치로 공급하고, 연료전지 모드에서, 추출된 수소의 적어도 일부를 상기 수소극으로 재공급 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 수소극으로 공급되는 스팀은, 폐기물 연소장치(20)에서 발생하는 열에 의해 물을 가열함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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제 4 항에 있어서, 외부에서 공급되는 외부공급 물과 상기 제1 배출가스를 열교환하는 제4 열교환기(42); 및상기 외부공급 물과 상기 제2 배출가스를 열교환하는 제5 열교환기(53);를 더 포함하고,상기 외부공급 물이 상기 제4 열교환기(42)와 제5 열교환기(53)를 통과한 후 상기 수소극으로 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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제 10 항에 있어서, 상기 제2 열교환기(51)를 통과한 제2 배출가스가 상기 제5 열교환기(53)에서 상기 외부공급 물과 열교환되는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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제 10 항에 있어서, 상기 외부공급 물의 공급 유로를 개폐해는 제2 개폐밸브를 더 포함하고, 상기 제2 개폐밸브는 수전해 모드에서 상기 외부공급 물의 공급 유로를 개방하고 연료전지 모드에서 폐쇄하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
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청구항 제1항, 제2항, 및 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 양방향 수전해 시스템을 이용하여 발전을 행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템을 이용한 발전 방법
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