• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.87-101
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• 2012

가스 산업은 고도화와 복잡성으로 인하여 잠재적인 대형사고의 발생위험이 날로 높아가고 있으며, 특히 가연성, 인화성, 폭발성 및 독성물질 등을 대량으로 취급 및 제조함으로써, 사고발생 가능성은 낮지만 일단 사고가 발생하게 되면 사업장 내부의 근로자뿐만 아니라 인근 주민과 환경에 까지 영향을 미치며, 가스제조 시설의 특성상 산업계에 끼치는 파급효과도 매우 크다. 수소가스는 화학 산업 및 산업계 전반에 걸쳐 중요하게 사용되는 기초 원료이며, 특히 2000년 이후 지구온난화가 대두됨에 따라 지구온난화를 방지할 수 있는 대체에너지로 각광 받고 있으나, 분자량이 낮아 다른 가스에 비하여 고압(150 bar.g 이상)으로 실린더 등의 저장용기에 충전하여 사용해야 한다. 수소는 가연성, 폭발성 물질로써 누출(Leakage)로 인하여 화재나 폭발로 이어지는 사고가 많이 발생하고 있다. 이러한 재해를 줄이기 위해서는 단순한 안전관리에서 벗어나 생산 공정중의 잠재위험(Hazard)을 확인하여 기술적으로 평가한 후, 이 결과를 반영하는 체계적인 안전관리 시스템이 필요하다. 본 연구는 산업계 전반에서 사용되고 있는 기초 원료인 가연성, 폭발성의 수소가스 충전시설에 대한 정량적 위험성평가를 실시하였으며, 평가 결과 수소 충전시설에 대한 중요안전요소(EIS, Elements Important for Safety)의 도출 및 이의 효과적 관리방안을 제안하였으며, 사고사례를 통하여 위험성평가 모델의 신뢰성을 검증하였다.

• 지질공학
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• 제13권4호
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• pp.389-404
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• 2003

광주광역시의 하남산업단지 주변 및 도심지 광주천 일대의 37개 조사관정 중 21개 관정의 지하수에서 VOCs가 검출되었다. 염소계지방족 탄화수소는 37개 조사관정 중 18개 관정의 지하수에서 검출되었으며, 그 중 총트리할로메탄(TTHM)은 $0.1~36.2{\;}\mu\textrm{g}/L$의 분포를 보이고, CFC는 42.3~190{\;}\mu\textrm{g}/L$의 범위를 보이며, PCE, TCE 및 그 분해물들은 $0.1~124.2{\;}\mu\textrm{g}/L$의 농도를 보인다. 방향족탄화수소는 5개 관정의 지하수에서 10가지 성분이 검출되었으나, $0.2{\;}\mu\textrm{g}/L$ 미만의 낮은 농도로 나타났다. 하남산업단지 주변에서는 염소계지방족 탄화수소 성분이 광주천 인근 지하수 보다 검출빈도와 농도가 높게 나타나며, 지하수 시료중의 VOCs 성분은 TCE를 제외하고는 미국 음용수 기준치를 초과하지 않는다. TCE의 경우 하남산업단지에 소재하는 2개 지점의 지하수에서 먹는물 기준치($5{\;}\mu\textrm{g}/L$)를 각각 5배, 25배를 초과하는 것으로 나타났다 하남산업단지 지하수 시료중의 TCE 오염은 H8과 H10 관정에서, CFCs는 H8과 H11관정 부근의 지하수에서 검출되었다. 하남산업단지 주변 및 광주천 일대에서 검출된 TTHM은 상수도 및 하수도의 누출로부터 기원하는 것으로 판단된다. 연구 대상지역은 일부지역을 제외하고는 호기성지대로 구성되어 대부분의 방향족탄화수소는 분해가 잘되는 환경이나 염소계지방족 탄화수소는 대부분 생분해 반응이 서서히 일어나는 환경에 해당한다.

• 유기물자원화
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• 제24권4호
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• pp.5-9
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• 2016

현대의 집적된 산업 사회에서 자정능력을 초과하여 발생하는 막대한 양의 유기성폐자원은 수질, 토양, 대기 등 총체적인 환경오염을 유발하는 처리 곤란 물질로 전락하였고, 화석연료의 지속적인 사용에 따른 온실가스의 방출은 지구온난화를 촉진시켰다. 개발된 회분식 공정을 적용하는 음식물쓰레기 수소발효에서, 세계 최초로 수소 전환율과 초기 및 운전 pH와의 관계를 수학적으로 표현하였고, 동시에 최적화하였다. 최적 초기 및 운전 pH는 각각 7.50, 6.01이었다. 축산폐수를 음식물쓰레기의 수소발효에 보조기질로 첨가 시 pH 제어를 위해 요구되는 알칼리량을 감소시킴과 동시에 수소발생률도 크게 증대시킬 수 있음을 관찰할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.175-184
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• 2024

This study focuses on investigating the importance of managing greenhouse gas emissions from global energy consumption, specifically examining domestic targets for clean hydrogen production. Using life cycle assessment, we evaluated reductions in global warming potential and assessed the carbon neutrality contribution of the domestic hydrogen sector. Transitioning from brown or grey hydrogen to blue or green hydrogen can significantly reduce emissions, potentially lowering CO₂ equivalent levels by 2030 and 2050. These research findings underscore the effectiveness of clean hydrogen as an energy management strategy and offer valuable insights for technology development.

• 국방과기술
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• 7호통권281호
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• pp.66-75
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• 2002

과거 10년전만해도 산업, 난방, 발전 등이 대기오염의 주된 원인이었으나 자동차의 증가로 말미암아 최근에는 자동차의 배기가스 즉 질산화물질(NOx), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 총먼지(TSP : Total Solid Particlate), 아황산가스(SO2) 등이 대기를 오염시키는 주요 물질이 되었다. 인구의 증가, 산업의 발달, 경제수준의 향상은 자동차 증가를 촉진시키는데 촉매제 역할을 해왔으며 대도시에서의 자동차에 의한 오염물질 배출량은 앞으로도 차량의 증가와 더불어 가속화할 전망이다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.393-400
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• 2005

수소를 생산하는 미생물은 크게 광합성 세균(photosynthetic bacteria), 혐기성세균(non-photosynthetic anaerobic bacteria), 조류(algae) 등으로 구분되고, 이들의 수소 생성 기작, 사용가능기질 및 수소 발생량은 상당한 차이가 있다. 광합성세균은 Rhodospirillaceae, Chromatiaceae 및 Chlorobiaceae로 구분되며, 이는 각각 홍색비유황세균(purple non-sulfur bacteria), 홍색유황세균(purple sulfur bacteria), 녹색유황세균(green sulfur bacteria)으로 통칭된다. 혐기성 세균은 절대 또는 통성혐기세균중 일부가 수소생산에 관여하며, 조류는 녹조류(green algae)와 남조류(blue-green algae, cyanobacteria)가 알려져 있다. 생물학적 수소생산 기술은 (1) 녹조류(green algae)가 광합성 메카니즘에 의해 수소를 생산하는 직접 물 분해 수소생산(direct bio-photolysis) (2) 광합성 작용에 의해 물을 분해하여 산소를 발생하고, 동시에 공기 중 이산화탄소를 고정하여 고분자 저장물질로 균체 내에 저장한 후 혐기 발효 또는 광합성 발효에 의해 수소를 발생하는 간접 물 분해 수소생산(indirect bio-photolysis or two stage photolysis) (3) 빛이 존재하는 혐기상태 배양 조건에서 홍색 세균에 의한 광합성 발효(photo-fermentation) 또는 (4) 광이 존재하지 않는 조건에서 혐기 미생물에 의해 수소와 유기산을 내는 혐기 발효(dark anaerobic fermentation) (5) 균체 외(in virro) 수소 발생 (6) 일산화탄소 가스 전환 반응(microbial gas shift reaction)에 의한 수소 생산 기술로 구분할 수 있다. 물로부터 생물학적 기술에 의한 수소생산은 공기 중의 이산화탄소를 고정하고, 수소와 산소를 발생하는 원천기술로써 오래 전부터 미국, 유럽에서 태양에너지를 이용하는 광합성 미생물의 분리, 개선 및 반응기에 관한 연구가 축적되어 왔으며, 유기물 즉 바이오매스로부터 혐기 및 광합성 발효를 연속적으로 적용하는 기술은 비교적 최근에 일본을 비롯한 유기성 폐기물이 많은 국가에서 수소에너지 생산과 유기성 폐기물 처리라는 두 가지 목적에 부합하는 연구로써 활발히 진행되고 있다. 유기성 폐기물이나 폐수와 같은 수분함량이 높은 바이오매스는 대부분이 매립처리 되는 실정이지만 높은 수분 함량 때문에 매립 시 발생하는 침출수는 환경오염의 주범으로 가까운 장래에는 매립도 금지될 전망이다. 이와 같은 수소에너지 생산기술과 이용시스템 개발은 화석연료 사용을 최소화 할 수 있으며, 국내에서 다량 발생하는 유기성 폐기물을 이용한 에너지 생산으로 자원 강대국 입지에 설 수 있다. 미생물에 의한 수소생산 기술은 청정에너지 생산과 아울러, 동시에 산소 발생, 공기 중 이산화탄소 고정, 식품공장 폐수 및 음식쓰레기와 같은 유기성 폐기물 처리 등 환경에 이로운 방향으로 진행될 뿐만 아니라, 미생물 자체가 갖는 생물 산업성도 높아서 비타민류, 천연색소, 피부암 치료제등의 고부가가치 의약품 생산도 활성화할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.331-331
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• 2010

반도체 제조, 디스플레이 산업 등의 진공공정에서 잔류기체의 종류와 양에 대한 관심이 높아지면서 사용이 쉽고 높은 정확도를 가지는 사중극 질량 분석기(QMS)가 널리 쓰이고 있다. 특히 고진공으로 내려가면서 리크디텍션(leak detection)과 미세량의 잔류기체 감지가 더욱더 요구된다. 그중에서도 진공공정에서의 수소 가스를 감지하는 것은 매우 중요하므로 $H_2$/Ar 혼합가스를 이용하여 미세농도의 수소를 측정하였다. 측정하려는 가스를 부피확장 방법으로 가스챔버로 희석하여 이동시키고 핀홀에서 가스유량을 더 줄여서 QMS가 기체를 감지하는 압력범위를 유지하면서 측정하였다. 미세량의 수소기체를 감지하기 위해 이온소스의 emission current, Ion ref. voltage, cathode voltage의 변수를 조절하여 QMS를 최적화 하였으며, 그 결과 수십 ppm 농도까지 측정이 가능하다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.29-34
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• 2019

Safety of hydrogen handling facilities is needed as supply of hydrogen cars has been expanded recently. In this study, the adequacy of safety regulations of hydrogen handling facilities and the risk of damage with hydrogen leakage were studied. The range of explosion hazard location of the hydrogen filling plant was investigated using the computational fluid dynamics (CFD) method, Explosive hazardous area is influenced by leakage type, hole size and sectional area. When the conditions of KS standard are applied, range explosive hazardous area is expanded 7.05 m, maximum. It is about 7 times larger than exceptional standard of hydrogen station. Meanwhile, distance from leakage point to 25% LEL of hydrogen is investigated 1.6 m. Considering the shape of charging hose, regulation of hydrogen station is appropriate.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
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• pp.369-370
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• 2022

4차 산업혁명이 도래함에 따라서 군사용으로 개발된 드론이 광범위하게 다양한 분야에 활용되어 가고 있다. 드론의 활용으로 이전에 사람이 접근하기 어려웠던 지역이나 현장을 원격탐사 및 데이터 취득이 가능하게 되면서, 도시문제 해결과 재난에 대응할 수 있다. 하지만 기존 드론의 동력원으로 사용하는 리튬폴리머(Li-Po)는 짧은 비행시간 때문에, 재난 현장의 드론 투입에 한계가 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 기존 드론 대비 4배 이상 향상된 비행시간을 통해 장기체공이 가능한 액화 수소 드론의 도입이 필요한 것으로 보인다. 늘어난 비행시간과 비가시 장거리 비행 능력을 통해 높은 효율을 낼 수 있는 액화 수소 드론의 활용으로 효과적인 재난 대응 활동에 대한 연구가 필요하다.

• 멤브레인
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• 제27권6호
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• pp.477-486
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• 2017

수소는 산업용 전력생산, 자동차용 연료 등을 위한 대체가능한 에너지 담체로 인식되고 있다. 미래 저탄소 에너지 시스템에서 에너지 저장은 전력 수요에 유연하지 않거나 간헐적인 공급의 균형을 이루기 위한 중추적인 역할을 담당할 수 있을 것이다. 수소는 에너지 담체로서 전기에너지를 화학에너지로, 화학에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 에너지 저장 방법 중의 하나이다. 수소제조 방법 중에서, 특히, 물의 전기분해를 이용한 방법은 신재생 에너지원과의 접목을 고려할 때 가장 효율적이고 실용적인 방법으로 여겨지고 있다. 물 전기분해 수소제조 기술은 전기를 이용하여 수소를 물로부터 직접 제조하는 방법으로, 화석연료 이용 제조방법과 비교하여 수소를 제조할 때 지구환경 오염물질인 이산화탄소의 배출이 없다. 수소제조 방법 중의 하나인 물 전기분해의 원리와 물 전기분해의 종류인 알칼리 수전해(AWE, alkaline water electrolysis), 고분자 전해질막 수전해(PEMWE, polymer electrolyte membrane water electrolysis), 고온 수증기 전기분해(HTSE, high temperature steam electrolysis)에 대하여 분석하고자 하였다. 물 전기분해는 수소제조 방법의 하나로 연구가 진행되고 있으며, 최근에는 PTG (power to gas)와 PTL (power to liquid) 시스템의 요소기술로도 주목을 받고 있다. 본 총설에서는 물 전기분해에 대한 원리와 종류, 특히 알칼리 수전해에 대한 최근 연구동향에 대해 설명하였다.