【목적】 전력망 부하 조절 및 저탄소 수소 생산 수요를 충족하기 위함. 【방법】 암모니아를 에너지 저장 매체로 사용하여 암모니아-수소 연소-분해 결합 수치 모델을 구축하고, 일반형, 다공성형, 이중 다공성형, 단계적 4가지 연소기 구조와 분해 구역 암모니아 입구 속도가 NOx 배출 특성 및 암모니아 분해 효율에 미치는 영향 메커니즘을 체계적으로 분석하였다. 모델에 Ni-Pt/Al_2O3 동역학 및 다공성 매질 저항/열전달 모델을 도입하였으며, 문헌 실험 검증 결과 평균 절대 오차가 4.4% 미만이었다. 【결과】 암모니아 분해 흡열 반응으로 연소 구역 온도가 크게 낮아져 열적 NO 생성이 억제되었고, N_2O는 약간 증가(~7×10–5%)하였으며, 전반적으로 NOx 배출이 크게 감소하였다. 4가지 연소기에서 암모니아 분해율은 모두 99.99%에 달했으나, 고분해율 영역 분포는 달랐다: 단계적 연소기는 NOx 생성 저감에 효과적이나 2차 냉암모니아 혼입으로 분해 시작이 지연되었고, 이중 다공성 연소기는 축열이 충분하나 국부적 고온이 NO 생성을 촉진하였으며, 단층 다공성 연소기는 NOx 제어와 분해 공급열 간 최적 균형을 달성하였다. 추가 연구에서 분해 구역 암모니아 입구 속도가 증가하면 흡열 효과가 강화되고 연소 온도가 낮아져 NO 감소폭이 N_2O 증가폭보다 커져 전체 NOx가 더 감소하며, 암모니아 입구 속도 10 m/s 조건에서도 분해율이 90% 이상 유지됨을 확인하였다. 【결론】 본 연구는 암모니아-수소 연소-분해 통합 시스템의 열-화학적 상호 작용 메커니즘을 밝히고, 발전 측 부하 조절 시나리오에 적합한 단층 다공성 연소기 구조를 제안하여 암모니아 에너지 저장·수소 생산·저NOx 협동 설계에 이론적 근거와 공학적 참고자료를 제공한다.

암모니아-수소 에너지 저장; 암모니아-수소 연소; 암모니아 분해 수소 생산; 연소-분해 결합; NO_x 제어