Power Generation of Blue Hydrogen Fuel Cells using Mineral Carbonation and Analysis of CO ₂ Reduction through Waste Heat Rankine Cycle

본 논문에서는 광물 탄산화, 고온 및 저온 폐열 랭킨 사이클에 따른 전체 시스템의 CO₂ 저감량과 발전량을 산출하기위한 시스템 공정을 설계하였다. 해당 발전 시스템은 UniSim R470 프로그램을 이용해 설계됐다. 연구결과 광물 탄산화를 통한 CO₂ 포집률은 96.8%였으며 99.2%의 Carbonation 전환율을 확인했다. 이를 통해 총 CO₂ 발생량 약 44% 감소와 순 발전량 대비 이산화탄소 발생량의 감소를 확인하였다. 또한, HRC와 LRC를 동시에 활용함으로써 하나의 랭킨 사이클을 사용할 때보다 발전량을 늘릴 수 있었다. 따라서 광물탄산화기반 블루수소 공정 시스템에 랭킨사이클을 적용한 경우 CO₂ 발생량이 약 59%가 저감되었고, 순 발전량이 약 62% 증가하는 것을 확인하였다. 결과적으로 기존 그레이 수소 발전에 비하여 0.3kg CO₂/kWh의 전력량 대비 이산화탄소 발생량과 74.6%의 CO₂ 발생량 감소를 확인했다.