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수소극, 산소극, 상기 수소극과 산소극 사이에 개재되는 다공성 세라믹 매트릭스 및 용융탄산염 전해질을 포함하는 용융탄산염 일체형 가역연료전지를 포함하며,상기 용융탄산염 일체형 가역연료전지는,직류전기 인가 시 수증기 또는 수증기를 포함하는 혼합기체를 제공받아 수전해전지(EC) 모드로 하기 반응식 (1) 및 (2)를 수행하며,(1) H2O + CO2 + 2e- → H2 + CO32- (수소극)(2) CO32- → 1/2O2 + CO2 + 2e- (산소극) 직류전기 미인가 시 상기 수전해전지(EC) 모드의 반응식 (1) 및 (2)의 반응을 통해 생산된 수소를 포함하는 기체를 제공받아 연료전지(FC) 모드로 하기 반응식 (3) 및 (4)를 수행하며,(3) H2 + CO32- → H2O + CO2 + 2e- (수소극)(4) 1/2O2 + CO2 + 2e- → CO32- (산소극)상기 반응식 (1) ~ (4)의 반응온도는 600℃ 이상인 것을 특징으로 하는,용융탄산염 일체형 가역연료전지 시스템
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제1항에 있어서,상기 수전해전지(EC) 모드로 생산된 수소를 포함하는 기체를 제공받아 상기 수소를 포함하는 기체 내 수소와 COx(0003c#x≤2) 기체를 분리하는 기체 분리기;를 더 포함하며,상기 기체 분리기로 분리된 수소와 COx 기체를 연료전지(FC) 모드의 수소극 및 산소극으로 제공하는, 용융탄산염 일체형 가역연료전지 시스템
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제1항에 있어서,상기 연료전지(FC) 모드의 반응식 (3)의 반응 결과물을 제공받아 공기와 연소시키는 촉매연소기;를 더 포함하며,상기 촉매연소기에 의한 연소 결과물을 연료전지(FC) 모드의 수소극 및 산소극으로 제공하는, 용융탄산염 일체형 가역연료전지 시스템
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제1항에 있어서,상기 연료전지(FC) 모드의 반응식 (3) 및 (4)의 반응 결과물을 제공받아 상기 반응 결과물 내 이산화탄소를 분리하는 이산화탄소 분리기;를 더 포함하며,상기 이산화탄소 분리기에 의해 이산화탄소가 분리된 반응 결과물을 대기 중으로 배출하는, 용융탄산염 일체형 가역연료전지 시스템
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제1항에 있어서,하기 반응식 (5)로 표현되는 메탄 수증기 개질 반응의 촉매를 더 포함하는, 용융탄산염 일체형 가역연료전지 시스템:(5) CH4 + 2H2O → 4H2 + CO2
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제1항에 있어서, 상기 인가되는 직류전기는 100 내지 200mA/cm2의 전류밀도로 1
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제1항에 있어서,하기 관계식 [1]로 표현되는 수소 생산효율이 70% 이상인, 용융탄산염 일체형 가역연료전지 시스템:[1] (생산된 수소의 열에너지/인가된 전기에너지) * 100
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