A Study on the Dispersion of Hydrogen Gas in Atmosphere

대기 중 수소가스의 확산거동에 관한 연구

Hydrogen is considered to be the most important future energy carrier in many applications reducing significantly greenhouse gas emissions, but the safety issues associated with hydrogen applications need to be investigated and fully understood to be applicable as the carrier. Therefore, there is a considerable demand for further research concerning the dispersion of hydrogen/air mixture clouds and the possible consequences of their ignition. In this study, the dispersion of hydrogen gas in atmosphere has been analysed with atmospheric condition by concerning the buoyancy of hydrogen. The hazard ranges to wind direction increase with wind speed and the stability of atmosphere. The concentration of hydrogen at just above ground is nearly zero due to buoyancy of hydrogen gas. Therefore, the ignition probability of hydrogen gas cloud is low and the hazard of explosion or fire associated with hydrogen gas is relatively low comparing with the other fuel gas such as propane or butane.

수소는 온실효과 가스배출을 저감하기 위한 다양한 연소장치에 이용되는 에너지 전달체로 가장 중요한 물질로 인식되고 있다. 그러나 에너지 전달체로 이용되기 위해서는 수소를 이용하는 장치와 관련된 안전의 문제점이 충분히 조사하고 이해되어야 한다. 따라서 누출된 수소가스와 공기의 혼합 가스운의 확산거동과 점화 가능성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 대기 조건에 따라 대기 중에서 수소가스의 확산거동을 부력을 고려하여 살펴보았다. 풍하방향으로 위험범위는 대기안정도 및 풍속이 증가할수록 증가하게 되고, 지면에서 가스농도는 수소가스의 부력 때문에 거의 제로이다. 그러므로 누출된 수소가스 운의 점화 가능성은 낮고, 화재$\cdot$폭발 위험성은 타 연료가스 즉 부탄 및 프로판에 비하여 낮은 것으로 사료된다.