Hydrogen gas is light and diffuses very quickly. Therefore, when a leakage accident occurs, the damage is great, so a technology that can quickly measure the leakage in the air at a long distance is needed. In order to develop hydrogen gas leaked in the atmosphere in a non-contact manner, an experiment was performed to measure hydrogen gas using a lidar technology using the Raman effect. Hydrogen Raman signals were detected using a UV LED light source, which is a Raman light source, and a spectrometer in the ultraviolet region including an optical filter in the 400-430 nm band. To develop this, a Raman lidar optical structure was designed to measure the hydrogen Raman signal at a certain distance, and the hydrogen Raman spectrum was confirmed using a standard gas to evaluate the performance of this optical structure. The linearity was found to be 0.99 using hydrogen standard gas (10, 50, 100, 500, 1,000 ppm). Accordingly, a Raman lidar capable of measuring hydrogen gas rapidly diffusing in the air in an open state was developed to improve the limitations of existing hydrogen sensors.
Even though the nuclear power plants has many advantages, safety issues of nuclear power plants are crucial factors of reliable operation. A tritium detector is a useful sensor to analyze amount of exposed radiation from the nuclear power plants. Currently, concentration of underwater tritium is measured precisely but it takes very long time. Since electrolysis is extracted hydrogen from the coolant of nuclear power plant, it can motivate to develop new type of real-time sensor. In this study, Proton Exchange Membrane (PEM) electrolyzer is studied for candidate as preprocessor of real-time tritium detector. Characteristics of the unit PEM electrolyzer were experimentally investigated. A simulation model is developed to understand physical behavior of unit PEM electrolyzer under dynamic operation.
Han, Hyeuk Jin;Park, Chong Ook;Hong, Youngkyu;Kim, Jong Suk;Yang, Jeong Woo;Kim, Yoon Seo
센서학회지
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제24권1호
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pp.6-9
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2015
Conventional leak detectors are widely based on helium gas sensors. However, the usage of hydrogen sensors in leak detectors has increased because of the high prices of helium leak detectors and the dearth in the supply of helium gas. In this study, a hydrogen leak detector was developed using solid-state hydrogen sensors. The hydrogen sensors are based on Park-Rapp probes with heterojunctions made by oxygen-ion conducting Yttria-stabilized zirconia and proton-conducting In-doped $CaZrO_3$. The hydrogen sensors were used for determining the potential difference between air and air balanced 5 ppm of $H_2$. Even though the Park-Rapp probe shows an excellent selectivity for hydrogen, the sensitivity of the sensor was low because of the low concentration of hydrogen, and the oxygen on the surface of the sensor. In order to increase the sensitivity of the sensor, the sensors were connected in series by Pt wires to increase the potential difference. The sensors were tested at temperatures ranging from $500-600^{\circ}C$.
In a secondary cooling system of a sodium-cooled fast reactor (SFR), rapid detection of hydrogen due to sodium-water reaction (SWR) caused by water leakage from a heat exchanger tube of a steam generator (SG) is important in terms of safety and property protection of the SFR. For hydrogen detection, the hydrogen detectors using atomic transmission phenomenon of hydrogen within Ni-membrane were used in Japanese proto-type SFR "Monju". However, during the plant operation, detection signals of water leakage were observed even in the situation without SWR concerning temperature up and down in the cooling system. For this reason, the study of a new hydrogen detector has been carried out to improve stability, accuracy and reliability. In this research, the authors focus on the difference in composition of hydrogen and the difference between the background hydrogen under normal plant operation and the one generated by SWR and theoretically estimate the hydrogen behavior in liquid sodium by using ultra-accelerated quantum chemical molecular dynamics (UA-QCMD). Based on the estimation, dissolved H or NaH, rather than molecular hydrogen (H2), is the predominant form of the background hydrogen in liquid sodium in terms of energetical stability. On the other hand, it was found that hydrogen molecules produced by the sodium-water reaction can exist stably as a form of a fine bubble concerning some confinement mechanism such as a NaH layer on their surface. At the same time, we observed experimentally that the fine H2 bubbles exist stably in the liquid sodium, longer than previously expected. This paper describes the comparison between the theoretical estimation and experimental results based on hydrogen form in sodium in the development of the new hydrogen detector in Japan.
KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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제5C권2호
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pp.72-75
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2005
In oil-filled equipment such as transformers, partial discharge or local overheating will precede a final shutdown. Accompanied with such problems is a decomposition of insulating material into gases, which are dissolved into the transformer oil. The gases dissolved in oil can be separated with some membranes based on the differences in permeability of membranes to different gases. This paper discuss the permeability characteristics of several membranes for separation hydrogen gas in oil. With result of this paper, it may become possible to detect fault-related gases from transformer oil and predict incipient failures in the
As hydrogen is classified as an eco-friendly fuel, vehicles using hydrogen fuel are being developed worldwide. Vehicle fuel hydrogen is stored in cylinders at 70 MPa, so there is a high risk of explosion. Therefore, it is important to inspect hydrogen cylinders in used-vehicles. This study was conducted to improve the inspection method of the cylinders currently mounted on used-hydrogen buses. The inspection method is an image analysis method using a camera. Calcaulation algorithm was developed to quantitatively chech the amount of hydrogen leakage by the image method. As a result of adding a contact angle element to the calculation algorithm suggested by the GTR regulation and comparing it with the experimental data of the GTR regulation, the algorithm reliability was 94%, which secured similarity.
악취방지법의 시행으로 악취의 규제가 강화됨에 따라 축산 시설에서 발생하는 악취의 주요 원인 물질인 암모니아와 황화수소를 신속하고 간단한 방법으로 검지할 수 있는 방법으로 화학적 방법을 이용한 가스 검지관을 개발하였다. 악취물질의 농도를 변색길리를 통하여 알 수 있도록 발색반응 메카니즘을 규명하고 이를 정량화 하여 유리관에 충전하여 암모니아와 황화수소 검지관을 제작하였다. 암모니아 검지관은 선형성 및 재현성 평가에서 99.6%의 선형성을 나타내었으며, 검지환경에 따라서 민감한 경향을 나타내었으나, 암모니아 가스에 대한 동일한 경향성을 나타내었다. 또한 황화수소 검지관은 99.7%의 선형성을 나타내었으며, 동일한 시료를 이용한 반복 평가에서 95% 이상의 재현성을 나타내었다.
Parylene coating was adopted on CdZnTe (CZT) detector as a mechanical protection layer after wet passivation with hydrogen peroxide (H2O2) and ammonium fluoride (NH4F). Wet chemical passivant lose their effectiveness when exposed to the ambient conditions for a long time. Parylene coating could protect the effectiveness of passivation, by mechanically blocking the exposure to the ambient conditions. Stability of CZT detector was tested with the measurement of leakage current density and response to radio-isotopes. When the enough thickness of parylene (>100 ㎛) is adopted, parylene is a promising protection layer thereby ensuring the performance and long-term stability of CZT detectors.
Catalase (CAT) decomposes hydrogen peroxide that is toxic to the body. In this study, simple and sensitive detector has been developed for observing catalase activity using liquid crystal droplet system. Microscale LC droplet patterns are formed by spreading aldehyde-doped nematic liquid crystal on pre-treated glass slides. When hydrogen peroxide is added, aldehyde is oxidized and amphiphiles are formed. Dodecanoates cause the pattern to transit from bright to dark as they self-assemble to form a carboxyalte monolayer at the interface. When a drop of pre-incubated CAT and hydrogen peroxide mixture is placed onto the pattern, bright fan-shape is observed. This planar optical appearance indicates that catalase has decomposed hydrogen peroxide. Compared to the detectors that have been previously developed, this system is more sensitive with detection limit of 1fM. This research suggests further studies to be on LC droplet patterning to develop highly sensitive and methodologically simple sensors for various chemicals.
한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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pp.1122-1123
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2006
Mn-Fe oxide and Mn-Fe oxide/$ZrO_2$(50wt%/50wt%) were prepared by ball milling method. XRD data of the prepared samples revealed that hematite and ferrite phase coexisted. Water splitting at 1273K, after thermal reduction at 1573K, was performed 4 times for the samples. Hydrogen production amount was analyzed by GC with TCD detector. Water splitting capacity of Mn-Fe oxide was improved by ball milling with $ZrO_2$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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