• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.734-740
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• 2023

Hydrogen emphasis on safety management due to its high potential for accidents from wide explosive limits and low ignition energy. To prevent accidents, appropriate explosion-proof electrical equipment with installed to safe management of ignition sources. However, designing all facilities with explosion-proof structures can significantly increase costs and impose limitations. In this study, we optimize the barrier to effectively control the initial momentum in case of hydrogen release and form the control room as a non-hazardous area. We employed response surface method (RSM), the barrier distance, width and height of the barrier were set as variables. The Box-Behnken design method the selection of 15 cases, and FLACS assessed the presence of hazardous area. Analysis of variance (ANOVA) analysis resulting in an optimized barrier area. Through this methodology, the workplace can optimize the barrier according to the actual workplace conditions and classify reasonable hazardous area, which is believed to secure safety in hydrogen facilities and minimize economic burden.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.46-52
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• 2006

[ $Mg_2Ni$ ]계 합금 입자의 수소저장 특성에 대한 표면처리 효과가 마이크로 전극 측정법에 의해 검토되었다. 카본-섬유로 된 마이크로 전극을 KOH 수용액 속에서 조정자를 사용하여 수소 단일입자에 접촉시켰다. 상온에서 $Mg_2Ni$ 합금의 수소저장 특성은 니켈 도금용액에 의한 표면 처리에 의해 크게 개선되었다. 니켈 도금용액 속에 있는 함유된 나트륨염(sodium phosphate 및 sodium dihydrogen citrate)이 합금을 아몰퍼스와 같은 형태로 만들었으며, 그 결과 상온에서 수소 흡장/방출 용량이 최초의 17[mAh/g]에서 150[mAh/g]로 향상되었다. 합금 입자 내에서 수소원자의 겉보기 화학적 확산계수를 계산하기 위하여 Potential-step 실험을 실시하였으며 데이터 해석을 위해 구형확산 모델을 적용하였다. 실험결과로서 겉보기 확산계수($D_{app}$)는 수소 흡장 및 방출되는 전 과정에서 $10^{-8}{\sim}10^{-9}[cm^2/s]$ 수준인 것으로 확인되었다.

• 공업화학전망
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• 제24권4호
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• pp.52-61
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• 2021

2019년 정부의 '수소경제 활성화 로드맵' 발표 후 수소연료전지 보급에 추진 동력원이 되었고, 2020년 2월 '수소경제 육성 및 수소안전관리에 관한 법률'이 세계 최초로 제정되면서 수소연료전지의 안정적인 보급 확산을 견인하고 있다. 수소안전관리에 의한 법률에 의해 수소용품 4종 및 수소사용시설 1종에 대한 KGS Code 3종(수소추출설비, 고정형 연료전지, 수소연료사용시설)이 2021년 7월 제정되었고, 8월 2종(수전해설비, 지게차용 이동형 연료전지)이 추가 제정되어 2022년 2월부터 수소용품 및 시설에 대한 안전관리가 시작된다. 연료전지의 안정적인 보급을 위해서는 국내에 적합한 안전기준 개발이 필수적이다. 또한 신규 출현되는 제품 및 시설의 개발·보급 시기에 맞추어 안전 기준 개발이 병행되어야 할 것이다. 본고에서는 고정형 및 이동형 연료전지의 국내외 안전기준 분석 및 위험요소 분석 등을 통한 연료전지 안전기준 개발 현황을 소개하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.466-472
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• 2018

The investigation of cryogenic liquid pool spreading is an essential procedure to assess the hazard of cryogenic liquid usage. In this experimental study, to measure the evaporation velocity when the pool is spreading, liquid nitrogen was continuously released onto unconfined concrete ground. Almost all of the reported results are based on a non-spreading pool in which cryogenic liquid is instantaneously poured onto bounded ground for a very short period of time. A simultaneous measurement of the pool location using thermocouples and of the pool mass using a digital balance was carried out to measure the evaporation velocity and the pool radius. A greater release flow rate was found to result in a greater average evaporation velocity, and the evaporation velocity decreased with the spreading time and the pool radius.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.347-352
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• 2006

분자전해질연료전지 내의 다공성 기체확산층은 반응가스의 확산과 전자이동통로의 역할을 수행할 뿐만 아니라 전기화학반응에 의해 공기극에서 생성된 수분(기상 혹은 액상)을 반응면으로부터 분리판 채널 방향으로 이동시켜 배출시키는 중요한 역할을 한다. 따라서 물관리를 통한 성능향상을 위해서는 기체 확산층의 구조 및 재료특성에 대한 심도 릴은 연구가 필요하다. 실제 단위전지 체결시 기체확산층은 분리판의 리브(rib)에 의해 눌리게 되며, 그 부분의 기공 크기 분포의 변화를 야기한다. 또한 리브 전단부분에서 탄소 섬유가 손상을 입으며, 탄소 섬유를 감싸고 있는 PTFE coating이 벗겨지게 되어 표면화학적 특성이 달라진다. 본 연구에서는 단위전지 체결 시 분리판에 의해 눌리는 기체확산층의 기공 크기 분포 변화를 측정하였으며, 기공의 소수성에서 친수성으로의 변화를 알아보았다. Mercury 기공 측정기와 PMI 기공 측정기는 큰 기공 분포의 변화에, 질소의 흡/탈착을 이용한 BET 방식은 작은 크기의 기공 분포 변화 관찰에 사용되었다. 체결압에 의한 탄소섬유의 구조적 변화와 아울러 표면의 습윤 정도의 변화를 XPS와 물/알콜 Uptake를 이용해 알아보았다. 이 연구를 바탕으로 물관리를 통한 연료전지 성능 향상을 위한 최적 GDL 선정에 기반이 되는 자료를 도출하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권4호
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• pp.87-91
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• 2004

[ $Sr_{0.8}Bi_{2.4}Ta_2O_9(SBT)/Pt$ ] 구조에서 $350^{\circ}C$ 온도로 수소열처리에 의한 강유전특성 열화를 방지하기 위한 W-N/Pt 하부전극의 효과를 살펴보았다. 그 결과 Pt와 SBT 박막사이에 증착된 W-N박막에 의해 수소의 확산을 차단할 수 있었다. Pt 표면에서 수소원자가 화학적인 흡착이 일어나지 않음으로써 흡착된 수소가 SBT 박막내의 산소와 결합하게 됨으로써 oxygen deficiency가 발생하는 것을 막을 수 있었다. W-N 박막이 양호한 확산방지막으로 작용하여 강유전특성의 열화현상을 방지 할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.67-76
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• 2022

We developed a technology that can measure the hydrogen uptake and diffusivity of rubber materials by using the volumetric analysis method and diffusivity analysis program through the measurement of the water level in the graduated cylinder. In this method, hydrogen gas is charged at a certain pressure for a certain period of time for a rubber material exposed to a high-pressure hydrogen gas environment, and then the pressure is reduced to measure the change in the water level in the graduated cylinder in real time, and based on the measured value, it is a technology that can evaluate hydrogen uptake and diffusivity using diffusivity analysis program. Using this method, the hydrogen uptake and diffusivity of the NBR material were measured with respect to the change in the type and weight ratio of the filler used to improve the physical properties of the rubber material. In addition, uncertainty analysis was performed on the diffusivity measurement method.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.325-331
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• 2022

금속의 취성화는 수소와 접촉하는 구조물을 안정적으로 설계하는데 있어서 큰 문제가 되어왔다. 본 논문에서는 분자동역학 해석을 통해 균열선단 주변에 모인 수소원자들이 전위 이동 현상을 억제하고, 이로 인해 벽개 파괴 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 다양한 수소 농도, 하중 속도, 수소 확산 속도 등을 바꾸어가며 분자동역학 해석을 수행하였고, 이에 따른 수소 취성화를 최소화시킬 수 있는 조건들을 조사하였다. 분자동역학 해석 결과는 기존의 실험결과와 잘 일치하였으며 이를 바탕으로 수소 취성화 현상을 정량화하여 평가하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.442-454
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• 2021

The porous transport layer (PTL) is essential to effectively remove oxygen and hydrogen gas from the electrode surface at high current density operation conditions. In this study, the effect of PTL with different characteristics such as pore size, pore gradient, interfacial coating was investigated by multi-layered sintered mesh. A water electrolysis single cell of active area of the 34.56 cm² was constructed, and IV performance and impedance analysis were conducted in the range of 0 to 2.0 A/cm². It was confirmed that the multi-layered sintered mesh PTL, which have an average pore size of 25 to 57 ㎛ and a larger pore gradient, removed bubbles effectively and thus seemed to improve IV performance. Also, it was confirmed that the catalytic metals such as Ni, NiMo coating on the PTL reduced activation overpotential, but increased mass transport overpotential.

• 공업화학
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• 제10권1호
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• pp.112-117
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• 1999

Pulsed Field Gradient NMR(FT-PFGE)을 이용하여 N-alkyl-N, N-dimethylamine oxide/hydrocarbon/$D_2O[C_nDMAO/C_{n^{\prime}}H_{{2n^{\prime}+2}}/D_2O]$ 3성분 계에서 자기확산 계수를 측정하였다. 여기서 n = 12, 14, 16인 계면활성제를 사용하였으며, n' = 6, 8, 10, 12, 14인 탄화수소를 사용하였다. 미셀 상에서 주로 확산은 미셀의 유체역학적 이동에 지배되며, 미셀들의 충돌로 가용화된 탄화수소의 교환에 의해서도 일부 이루어진다. 이 연구는 계면활성제의 알킬 사슬 길이와 탄화수소 분자크기의 변화에 따라서 검토되었다. 그 결과 큐빅 상에서 용매는 물의 연속상에서 거동에 대한 전형적인 자기확산 계수 값을 나타내고, 이때 장애물로서 마이크로에멀젼 액적이 작용한다. 겔 상태에서 계면활성제의 유동성은 낮고, 알킬 사슬 길이가 가장 짧은 계면활성제에 대해서만 결정되었다. 겔 내에서 미셀들 간의 탄화수소 교환은 호핑 과정에 의해서 일어나는 것을 알았고, 회합율은 계면활성제의 알킬 사슬 길이에 따라 감소하였다.