• Title/Summary/Keyword: 수소 탱크

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Risk analysis of flammable range according to hydrogen vehicle leakage scenario in road tunnel (도로터널 내 수소차 누출시나리오에 따른 가연영역에 대한 위험성분석 연구)

  • Lee, Hu-Yeong;Ryu, Ji-Oh
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.24 no.4
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    • pp.305-316
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    • 2022
  • Hydrogen energy is emerging as an alternative to the depletion of fossil fuels and environmental problems, and the use of hydrogen vehicles is increasing in the automobile industry as well. However, since hydrogen has a wide flammability limit of 4 to 75%, there is a high concern about safety in case of a hydrogen car accident. In particular, in semi-enclosed spaces such as tunnels and underground parking lots, a fire or explosion accompanied by hydrogen leakage is highly likely to cause a major accident. Therefore, it is necessary to review hydrogen safety through analysis of flammability areas caused by hydrogen leakage. Therefore, in this study, the effect of the air velocity in the tunnel on the flammability area was investigated by analyzing the hydrogen concentration according to the hydrogen leakage conditions of hydrogen vehicles and the air velocity in the tunnel in a road tunnel with standard section. Hydrogen leakage conditions were set as one tank leaking and three tanks leaking through the TPRD at the same time and a condition in which a large crack occurred and leaked. And the air velocity in the tunnel were considered 0, 1, 2.5, and 4.0 m/s. As a result of the analysis of the flammability area, it is shown that when the air velocity of 1 m/s or more exists, it is reduced by up to 25% compared to the case of air velocity of 0 m/s. But there is little effect of reducing the flammability area according to the increase of the wind speed. In particular, when a large crack occurs and completely leaks in about 2.5 seconds, the flammability area slightly increases as the air velocity increases. It was found that in the case of downward ejection, hydrogen gas remains under the vehicle for a considerably long time.

Two-stage Biological Hydrogen Production form Organic Wastes and Waste-waters and Its Integrated System (유기성 폐기물 및 폐수로부터 2단계 생물학적 수소생산 및 통합화 시스템)

  • Kim, Mi-Sun;Yoon, Y.S.
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.13 no.1
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    • pp.52-64
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    • 2002
  • 유기성 폐기물을 이용하여 생물학적 수소생산 통합화 시스템 연구를 수행하였다. 통합화 시스템은 유기성폐기물의 전처리, 2단계 혐기발효 및 광합성 배양으로 구성된 생물학적 수소생산 공정, 초임계수 가스화 공정, 생산된 가스의 저장, 분리 및 연료전지를 이용한 전력 생산으로 구성되었다. 실험에 사용된 유기성 폐자원은 식품공장 폐수, 과일폐기물, 하수슬러지이며, 전처리는 폐기물에 따라 열처리 및 물리적 처리를 하였으며, 전처리된 시료는 생물학적 수소생산 공정에 직접 적용되었다. Clostridium butyricum 및 메탄 생성조에서 발생하는 하수슬러지중의 미생물 복합체는 수소생산 혐기 발효공정에 사용되었으며, 광합성 수소생산 미생물인 홍색 비유황 세균은 광합성 배양에 사용되었다. 생물학적 공정에서 발생하는 미생물 슬러지는 초임계수 가스화 공정으로 수소를 발생하였으며, 슬러지 중의 COD를 저하시켰다. 생물학적 공정 및 초임계수 가스화 공정에서 발생하는 수소는 가스탱크에 가입상태로 저장한 후, 95%순도로 분리하였으며, 정제된 수소는 연료전지에 연결하여 전력 생산을 하였다.

The Analysis of Emergency Response Guide for Hydrogen Fuel Cell Vehicle (수소연료전지 자동차의 긴급대응 가이드 분석)

  • Lee, Kwang-Ju;Lee, Jong-Tai;Yong, Gee-Joong
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.23 no.2
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    • pp.156-161
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    • 2012
  • In case of commercializing of the hydrogen fuel cell vehicle, the suitable emergency response guide is necessary to prepare an accident. In order to suggest the suitable guide for the domestic affairs, the existing external guide about GM, Ford, Honda, and Hyundai was reviewed. The emergency response guides in CAFCP and main FC vehicle makers were included in the analysis. As the results, it was found that the design and make of vehicle for the domestic user are demanded in the emergency response and the guide is made with the shut-down manual picked out for the rescuer and repair man as well as user.

용존산소 제거용 중공사 탈기막의 방사선장하에서의 영향평가에 대한 연구

  • 김문수;이두호;강덕원
    • Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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    • 2004.06a
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    • pp.229-229
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    • 2004
  • 원자력발전소에서 원자로 냉각재 중의 용존산소 제어는 원자로 냉각재 계통에서의 전면 부식과 다양한 형태의 응력부식균열(SCC)를 완화시키는데 기여한다. 원자로 냉각재 계통내에 용존 되어있는 산소는 발전소 기동 시에는 하이드라진($N_2H_4$)을 넣거나 인위적 배기를 통해 제거하고, 정상운전 중에는 체적제어탱크(VCT)에 수소를 가압하여 제거시킨다. 계통내로 유입되는 용존산소를 최대한 억제하기 위하여 대부분의 원자력발전소는 원자로 보충수 탱크 상층부에 질소를 주입하여 탱크로 유입되는 공기를 차단하고 있으나, 이 과정에서 일부 수중에 용해되어 들어가는 질소는 계통 내에서 NH$_3$를 형성하여 화학체적제어계통(CVCS)의 이온교환 수지탑에 치환됨으로서 기포화 되어있는 Li을 계통으로 빠져나오게 하여 계통 pH에 영향을 미친다.(중략)

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Numerical analysis study on the concentration change at hydrogen gas release in semi-closed space (수치해석을 통한 반밀폐공간 내 수소가스 누출 시 농도변화에 관한 연구)

  • Baek, Doo-San;Kim, Hyo-Gyu;Park, Jin-Yuk;Yoo, Yong-Ho
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.23 no.1
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    • pp.25-36
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    • 2021
  • Hydrogen in hydrogen-electric vehicles has a wide range of combustion and explosion ranges, and is a combustible gas with a very fast flame propagation speed, so it has the risk of leakage, diffusion, ignition, and explosion. The fuel tank has a Thermally active Pressure Relief Device (TPRD) to reduce the risk of explosion and other explosions, and in the event of an accident, hydrogen inside the tank is released outside before an explosion or fire occurs. However, if an accident occurs in a semi-closed space such as an underground parking lot, the flow of air flow is smaller than the open space, which can cause the concentration of hydrogen gas emitted from the TPRD to accumulate above the explosion limit. Therefore, in this study, the leakage rate and concentration of hydrogen over time were analyzed according to the diameter of the nozzle of the TPRD. The diameter of the nozzle was considered to be 1 mm, 2.5 mm and 5 mm, and ccording to the diameter of the nozzle, the concentration of hydrogen in the underground parking lot increases in a faster time with the diameter of the nozzle, and the maximum value is also analyzed to be larger with the diameter of the nozzle. In underground parking lots where air currents are stagnant, hydrogen concentrations above LFL (Lowe Flammability Limit) were analyzed to be distributed around the nozzle, and it was analyzed that they did not exceed UFL (Upper Flammability Limit).

대체 에너지 이용 열원동기의 연구개발 동향

  • 이성열
    • Journal of the KSME
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    • v.29 no.6
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    • pp.618-626
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    • 1989
  • 자동차용 메타놀 연료는 석유파동 이후의 석유 대체연료라는 관점에 저공해 연료의 관점이 추가 되어 최근 그 도입에 대한 연구가 활발해지고 있다. 메타놀 자동차에 관해서는 종래의 기초검토 의 단계로부터 서서히 실용화를 향한 내구, 신뢰성을 포함한 많은 과제의 검토단계로 이행되고 있다. 수소엔진의 연구는 아직 초보단계에 있으며 안전성에 대해서는 일반이 염려하고 있는 것과 같은 위험성은 없지만 금후 자동차용으로서의 안전성에 관한 실험이 필요할 것이다. 수소의 장 점을 살려 결점을 없애기 위해서는 LH2탱크, LH2펌프 4사이클 실린더내 분사가 이상적으로 생 각되고 있다.

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Improving Safety by Preparing Measures to Strengthen Safety Management for Special Hydrogen-Related Regulatory Projects (수소관련 규제특례사업 안전관리강화 방안 마련을 통한 안전성 제고)

  • Kim, Doe-Hyun;Han, Joo-Yeon;Tak, Song-Su;Joe, Hoe-Yeon
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.25 no.6
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    • pp.106-110
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    • 2021
  • The emergence of new hydrogen-related technologies and new businesses has expanded the need to reorganize systems in related fields such as manufacturing liquefied hydrogen (charging), and manufacturing liquefied hydrogen storage tanks and containers, and special applications continue to increase. Accordingly, we intend to establish and implement measures to strengthen safety management to share the status of designation of special hydrogen-related regulatory projects and secure minimum safety.

Parametric Studies on Hydrogen Embrittlement in Liquified Hydrogen Tank using Molecular Dynamics Simulation (분자동역학을 이용한 액화수소 연료탱크의 수소취성화 파라메터 연구)

  • Song-Hyun, Cha;Hyun-Seok, Kim;Seonho, Cho
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.35 no.6
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    • pp.325-331
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    • 2022
  • Hydrogen embrittlement in metals has been a serious issue with regard to structural safety. In this study, molecular dynamics simulations revealed that the aggregation of hydrogen atoms at the crack tips suppresses the dislocation emission and thus results in cleavage fracture. A series of molecular dynamics simulations were performed considering factors such as the concentration of hydrogen atoms, loading rate, and diffusion coefficient. We investigated the conditions that minimize hydrogen embrittlement. The simulation results were consistent with the experimental results and used to quantify hydrogen embrittlement.

A Study on the Effect of Evaporation of Liquid Hydrogen Tank Related to Horizontal Sinewave (액화수소 저장탱크의 수평요동이 증발 특성에 미치는 영향에 대한 연구)

  • SEUNG JUN OH;JUN YEONG KWON;JEONG HWAN YOON
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.34 no.2
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    • pp.155-161
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    • 2023
  • Recently, a study on alternative and renewable energy is being conducted due to energy depletion and environmental problems. In particular, a hydrogen has the advantage of converting and storing the remaining energy into water-electrolyzed hydrogen through renewable energy generation. In general, due to reasons such as insulation problems, a study on high-pressure hydrogen storage tanks and related parts has recently been conducted. However, in the case of liquid hydrogen, the volume can be reduced by about 800 times or more compared to high-pressure hydrogen gas, so the study on this is needed as a technology that can increase energy density. In this study, the evaporation characteristics were analyzed under fixed heat flux conditions for liquid hydrogen storage tanks and the change in thermal stratification according to sloshing was analyzed. The heat flux condition was fixed at 250 W/m2 and the horizontal resonance frequency of the primary mode was applied to the storage tank. As a result, it was confirmed that the thermal stratification phenomenon decreased compared to the case where the slashing was not present due to forced convection when the slashing was present.

고체 수소를 이용한 군용 연료전지 차량

  • 이부윤
    • Journal of the KSME
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    • v.44 no.1
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    • pp.27-27
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    • 2004
  • 미국 국방부 소속 육군차량사업부(National A Automotive Center)는 대체에너지를 이용한 군용 차량 개발을 위해 Michigan 주 Rochester Hills에 위치한 E Energy Conversion Devices(ECD) 사와 일부 기술 개발 에 대한 기술 제휴를 한다고 발표했다. 국방부는 태양전 지와 수소를 연료로 사용하는 대체에너지 차량을 개발하 기 위해 ECD에 1단계 연구에 필요한 연구비를 지원했다. 이번 연구에는 연료전지를사용한차량개발을위해 5 500,$\omega$0달러가 투자되는데, Texaco Ovollic Hydrogen S Systems(TOHC)의 고체 휴대용 수소 연료와 채충천 (refueling) 시스탬이 주요 개발 목표로 설정됐다. ECD의 역할은 최근 개발된 Toyota Prius에 시범 적으로 장착된 저압 고체형 수소 저장 시스템의 기술을 군용 차량에 알맞게 전환시키는 것이다. TOHC와 ECD가 개발한 고체형 수소 보관 시스댐은 고압을 요구하는 연료전지 차량의 수소 저 장 시스템이 갖고 있는 많은 문제점들을 해결할 수 있을 것으로 기대되는 연료전지를 이용한 엔진 개발 중 최신 기술이다. 특히 전투 상황에서 차량이 폭발하기 쉬운 수소 저장 탱크를 장착한 채 전 장으로간다는 것은적에게 노출 될 경우자살과마찬가지인 치명적인 피해를 입을수 있다. 이 프로젝트의 개요를 살펴보면, 수소 저장 시스템은 적어도 약 lOkg의 수소를 적은 용적 내에 낮은 압력에서 안전하게 고체 상태로 저장할 수 있다. 이 고체 저장 용기는 하루에 두 번 1.7kg의 수소를 10분 이내에 재급유할 수 있다. 수소는대부분고압가스형태나저온액체 형태로보관된다. 기체나액체 형태의 수소는 연료전 지에 사용되기에는 적합하지 않은 점이 많다. Ovonie 수소 저장 방법은 수소를 저압 고체 형태 ( (metal hydride)로 보관하는 방법으로, 고압 기체나 저온 액체가 갖고 있는 많은 문제점들을 해결 할수있다. 그림을 참조하면 고체 형태의 수소 보관 방법이 다른 보관 방법에 비교해 단위 체적당 최고 6배 많은수소질량을보관할수 있다. 이 고체 형태의 보관방법은수소가적절한합금과평형 압력 이 상의 환경에 놓일 경우 합금에 홉착되는 현상을 이용하고 있다. 수소를 흡수한 합금은 새로운 특성 을 가진 metal hydride로 변하게 된다. 이 과정 에서 열이 부산물로 발생한다. 반대로 수소를 metal hydride로부터 분리시키기 위해서는 합금을 가열해야 한다.

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