| 1 |
1
양방향 수전해 시스템으로서, 수소극, 공기극 및 그 사이에 개재된 전해질로 구성되며 수전해 모드와 연료전지 모드 중 어느 하나의 모드에서 동작 가능한 양방향 수전해 연료전지(30);상기 수소극으로 공급되는 수소와 상기 수소극에서 배출되는 제1 배출가스를 열교환하는 제1 열교환기(41); 스팀을 수소극에 공급하는 스팀 공급 유로(L21) 및 이 공급 유로에 형성된 분기유로(L22); 및 상기 스팀 공급 유로(L21)에 배치된 이젝터(20);를 포함하고,상기 이젝터의 구동노즐이 상기 스팀 공급 유로의 상류측에 연결되고, 상기 이젝터의 분사노즐이 상기 스팀 공급 유로의 하류측에 연결되고, 상기 이젝터의 흡입구가 상기 제1 배출가스의 배출 유로에서 분기된 피드백 유로(L47)에 연결된 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 2 |
2
제 1 항에 있어서, 상기 스팀 공급 유로(L21)와 수소를 수소극에 공급하는 수소 공급 유로(L11)의 합류점이 상기 제1 열교환기(41)와 수소극 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 3 |
3
제 2 항에 있어서, 수전해 모드에서 스팀이 상기 스팀 공급 유로(L21)을 통해 수소극으로 공급되고 연료전지 모드에서 스팀이 상기 분기유로(L22)를 통해 수소극에 공급되는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 4 |
4
제 2 항에 있어서, 외부에서 공급되는 외부공급 물과 상기 제1 배출가스를 열교환하는 제2 열교환기(42);를 더 포함하고, 상기 제2 열교환기(42)에서 스팀으로 기화된 외부공급 물을 상기 이젝터의 구동노즐 측으로 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 5 |
5
제 1 항에 있어서,상기 제2 열교환기(42)의 하류측에 배치되며 상기 제1 배출가스에서 물을 제거하는 물 배출부; 상기 물 배출부를 통과한 가스 중 적어도 일부를 재순환 가스로서 상기 수소극으로 재공급하는 재순환 유로(L44);상기 재순환 유로에 설치되며 상기 재순환 가스와 제1 배출가스 사이를 열교환하는 제3 열교환기(43);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 6 |
6
제 5 항에 있어서, 상기 재순환 유로(L44)가 수전해 모드에서 폐쇄되고 연료전지 모드에서 개방되는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 7 |
7
제 6 항에 있어서, 상기 제3 열교환기(43)에 의해 상기 재순환 가스의 온도를 5도 내지 20도 상승시키는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 8 |
8
제 6 항에 있어서, 상기 제2 열교환기(42)와 제3 열교환기(43) 사이에 설치되며 상기 재순환 가스와 제1 배출가스 사이를 열교환하는 제4 열교환기(44);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 9 |
9
제 6 항에 있어서, 상기 물 배출부의 물 배출유로(L43)에 설치되어 물을 펌핑하는 펌프(77)를 더 포함하고, 상기 수소 공급 유로(L11)를 통해 공급하는 수소의 압력과 상기 펌프(77)의 동작을 제어하여 수소극의 입구와 공기극의 입구 사이의 압력 차이를 소정 범위 내로 유지시키는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 10 |
10
제 8 항에 있어서, 상기 공기극으로 공기를 공급하는 공기 공급 유로(L53)에 병렬로 연결된 제1 블로워(51) 및 제2 블로워(52); 및 상기 공기 공급 유로(L53)를 통해 공기극으로 공급되는 공기와 상기 공기극에서 배출되는 제2 배출가스를 열교환하는 제5 열교환기(53);를 더 포함하고, 상기 제2 블로워의 공기 공급량이 제1 블로워의 공기 공급량보다 5 내지 15배 큰 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 11 |
11
제 10 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 블로워 중 수전해 모드에서 상기 제1 블로워를 구동하고 연료전지 모드에서 상기 제2 블로워를 구동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템
|
| 12 |
12
수전해 모드와 연료전지 모드에서 동작 가능한 양방향 수전해 시스템의 동작 방법으로서, 상기 양방향 수전해 시스템은, 수소극, 공기극 및 그 사이에 개재된 전해질로 구성되며, 수전해 모드와 연료전지 모드 중 어느 하나의 모드에서 동작 가능한 양방향 수전해 연료전지(30); 및 스팀을 수소극에 공급하는 스팀 공급 유로(L21) 및 이 공급 유로에 형성된 분기유로(L22); 및 상기 스팀 공급 유로(L21)에 배치된 이젝터(20);를 포함하고,상기 양방향 수전해 시스템의 구동 방법은, 수전해 모드에서 상기 스팀 공급 유로(L21)을 통해 스팀을 수소극으로 공급하고 연료전지 모드에서 상기 이젝터를 우회하여 상기 분기유로(L22)를 통해 스팀을 수소극으로 공급하는 단계; 및 수전해 모드에서, 상기 수소극에서 배출되는 배출가스의 적어도 일부를 상기 이젝터를 통해 수소극으로 재공급하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템의 동작 방법
|
| 13 |
13
제 12 항에 있어서, 연료전지 모드에서, 수소극으로 공급되는 수소와 수소극에서 배출되는 배출가스를 열교환하는 제1 열교환기(41)에서 상기 수소극으로 공급되는 수소를 가열하는 단계를 더 포함하고, 이 때 상기 스팀 공급 유로(L21)와 수소를 수소극에 공급하는 수소 공급 유로(L11)의 합류점이 상기 제1 열교환기(41)와 수소극 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템의 동작 방법
|
| 14 |
14
제 13 항에 있어서, 수전해 모드에서, 외부에서 공급되는 외부공급 물과 상기 배출가스를 열교환하는 제2 열교환기(42)에서 상기 외부공급 물을 스팀으로 기화시키는 단계; 및 상기 제2 열교환기(42)에서 스팀으로 기화된 외부공급 물을 상기 이젝터의 구동노즐 측으로 공급하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템의 동작 방법
|
| 15 |
15
제 12 항에 있어서, 상기 제1 열교환기(41)의 후단에 설치된 물 배출부에서 상기 배출가스 중의 물을 제거하는 단계; 및 연료전지 모드에서, 상기 물 배출부를 통과한 가스 중 적어도 일부를 재순환 가스로서 상기 수소극으로 재공급하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템의 동작 방법
|
| 16 |
16
제 15 항에 있어서,상기 양방향 수전해 시스템이, 상기 재순환 가스를 수소극으로 재공급하는 재순환 유로(L44)에 상류측에서 하류측으로 순차적으로 설치된 제3 열교환기(43), 블로워(45), 및 제4 열교환기(44)를 더 포함하고 상기 제3 열교환기(43)는 재순환 가스와 배출가스 사이를 열교환하여 재순환 가스를 섭씨 5도 내지 20도 가열시키고, 상기 제4 열교환기(44)는 재순환 가스와 배출가스 사이를 열교환하여 재순환 가스를 적어도 섭씨 200도 이상 가열시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템의 동작 방법
|
| 17 |
17
제 15 항에 있어서, 상기 양방향 수전해 시스템이, 상기 물 배출부의 물 배출유로(L43)에 설치되어 물을 외부로 펌핑하는 펌프(77)를 더 포함하고, 상기 방법이, 상기 수소 공급 유로(L11)를 통해 공급하는 수소의 압력과 상기 펌프(77)의 동작을 제어하여 수소극의 입구와 공기극의 입구 사이의 압력 차이를 소정 범위 내로 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 수전해 시스템의 동작 방법
|
