• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.504-511
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• 2011

Nano-sized Sn powder was prepared by pulsed wire evaporation method. The Sn powder and carbon black were charged in jar and ball milled. The milling time was varied with 10 min., 1h, 2h, and 4h, respectively. The milled powders were dried and the shape and size were observed by FE-SEM. Nano-sized Sn powders were plastic-deformed and agglomerated by impact force of balls and heat generated during the SPEX milling. The agglomerated Sn powder also consisted of many nano-sized particles. Initial discharge capacities of milled Sn electrode powders with carbon powder were milled for 10 min., 1h, 2h, and 4h were 787, 829, 827, and 816 mAh/g, respectively. After 5 cycle, discharge capacities of Sn electrode powders with carbon powder milled for 10 min., 1h, 2h, and 4h decreased as 271, 331, 351, and 287 mAh/g, respectively. Because Sn electrode powders milled for 2h constist of uniform and fine size, the cyclability of coin cell made of this powders is better than others.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.171-180
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• 2023

수소에너지 기술은 4차 산업 시대에서 주목받는 중요한 분야로 수소와 산소를 활용하여 전기 에너지를 생성하는 기술이다. 이 기술을 군사 차량에 적용할 경우, 온실가스 감소, 무소음, 저 진동 및 낮은 발열량의 효과로서 군사적으로 전략적 이점을 얻을 수 있어 다국에서 수소 군사 차량을 위한 연구 중이다. 우리나라 또한 미래 군사 차량에 수소를 적용하고 소형화 및 AI를 통한 스마트화 시키는 미래전을 대비한 전략인 Army Tiger4.0 계획을 수립하였다. 또한 국방부는 군용 수소충전소 설치에 따라 군 내 수소차 보급에도 탄력이 붙을 것으로 예상하여 환경부와의 협력으로 군용 수소충전소를 전국적으로 확충하기 위한 계획을 수립하였다. 하지만 수소는 화재와 폭발 위험물질로 안전한 충전소 구축과 효과적인 관리를 위한 체계적인 제도가 필요하다. 현재 군에서는 지정한 수소충전소 시설의 분류와 설치 조건을 군 시설 설계지침서를 통해 확인하였다. 그 결과, 충전소는 주유 시설로 분류되며 인접 건물과의 최소 안전거리를 2m 이상으로 이격시키는 것만 명시되어 있을 뿐 안전거리에 대한 그 외의 내용은 명시되지 않았다. 폭발의 규모가 큰 수소의 특성을 고려하여 과학적 기법을 통해 사고 피해 범위를 정량적으로 파악하고 피해 거리 밖으로 최소 안전거리를 제시하였다.

• 한국가스학회지
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• 제26권6호
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• pp.65-75
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• 2022

최근 수전해설비의 운전압력이 증가함에 따라 수소 누출로 인한 화재 및 폭발 가능성 및 위험성 또한 증가하고 있다. 따라서 관계법령 및 기술기준에 따라 수전해 시스템에 설치되는 모든 전기기에 전기방폭 형식인증 제품을 사용하거나 적절한 방법에 따른 비폭발위험장소화 절차를 적용해야 한다. 본 연구에서는 수전해설비의 일반적인 운전조건을 고려하여 KS C IEC 60079-10-1 및 KGS GC101에 따른 폭발위험장소 구분 및 범위 산정을 수행하였다. 또한, 비폭발위험장소화를 달성하기 위해 임계농도인 폭발하한 25 % 미만의 농도를 유지하기 위한 적정 환기량을 검토하였다. 그 결과 자연환기만 적용할 경우에는 수전해설비가 폭발위험장소로 구분되고, 이를 강제환기를 통해 비폭발위험장소로 구분하기 위해서는 막대한 환기량이 필요함을 확인할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.391-399
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• 2022

Hydrogen is one of the energy carriers and has high energy efficiency relative to mass. It is an eco-friendly fuel that makes only water (H₂O) as a by-product after use. In order to use hydrogen conveniently and safely, development of production, storage and transfer technologies is required and attempts are being made to apply hydrogen as an energy source in various fields through the development of the technology. For transporting and storing hydrogen include high-pressure hydrogen gas storage, a type of storage technologies consist of cryogenic hydrogen liquid storage, hydrogen storage alloy, chemical storage by adsorbents and high-pressure hydrogen storage containers have been developed in a total of four stages. The biggest issue in charging high-pressure hydrogen gas which is a combustible gas is safety and the backfire prevention device is that prevents external flames from entering the tank and prevents explosion and is essential to use hydrogen safely. This study conducted a numerical analysis to analyze the performance of suppressing flame propagation of 2, 3 inch flame arrestor. As a result, it is determined that, where the flame arrestor is attached, the temperature would be lowered below the temperature of spontaneous combustion of hydrogen to suppress flame propagation.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.83-90
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• 2020

본 연구는 국제공동 연구로 만들어진 HyKoRAM 프로그램을 이용하여 위험성평가를 진행하였다. 수소충전소 내 압축기, 저장탱크, 수소 배관 등 주요 시설 및 구성품의 설계 사양, 실증 단지 주변의 환경 조건 등을 반영한 대안의 사고 시나리오와 시설에서 발생할 수 있는 최악의 시나리오에 기반하여 위험성 평가를 실시하였다. 수소충전소의 잠재 위험을 확인하여 수소 저장 탱크, 처리 시설, 저장 시설 등에서 발생 가능한 최악의 누출, 화재, 폭발, 사고 시나리오를 도출하고, 사고 발생 가능성과 인체, 주변 시설 피해 영향 분석을 하여 안전성을 검토하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-15
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• 2005

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.

• 한국분무공학회지
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• 제29권2호
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• pp.83-90
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• 2024

Understanding the fundamental characteristics of supersonic hydrogen jets is important for the optimization of combustion in hydrogen engines. Previous studies have used helium as a surrogate gas to characterize the hydrogen jet characteristics due to potential explosion risks of hydrogen. It was based on the similarity of hydrogen and helium jet structures in supersonic conditions that has been confirmed using hole-type injectors and large-cone-angle pintle-type injectors. However, the validity of using helium as a surrogate gas has not been examined for recent small-cone-angle pintle-type injectors applied to direct-injection hydrogen engines, which form a supersonic hollow cone near the nozzle and experience the jet collapse downstream. Differences in the physical properties of hydrogen and helium could alter the jet development characteristics that need to be investigated and understood. This study compares supersonic jet structures of hydrogen and helium injected by a small-cone-angle (50°) pintle-type hydrogen injector and discusses their differences and related mechanisms. Jet penetration length and dispersion angle are measured using the Schlieren imaging method under engine-like injection conditions. As a result, the penetration length of hydrogen and helium jets showed a slight difference of less than 5%, and the dispersion angle showed a maximum of 10% difference according to the injection condition.

• 대한금속재료학회지
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• 제56권11호
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• pp.829-834
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• 2018

Although magnesium-based alloys are attractive materials for hydrogen storage applications, their activation properties, hydrogenation/dehydrogenation kinetics, thermodynamic equilibrium parameters, and degradation characteristics must be improved for practical applications. Further, magnesium poses several risks, including explosion hazard, environmental pollution, insufficient formability, and industrial damage. To overcome these problems, CaO-added Mg alloys, also called Eco-Mg (environment-conscious Mg) alloys, have been developed. In this study, $Eco-MgH_x$ composites were fabricated from Mg-CaO chips by hydrogen-induced mechanical alloying in a high-pressure atmosphere. The balls-to-chips mass ratio (BCR) was varied between a low and high value. The particles obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), and the absorbed hydrogen was quantified by thermogravimetric analysis. The XRD results revealed that the $MgH_2$ peaks broadened for the high BCR. Further, PSA results revealed particles size were decreased from $52{\mu}m$ to $15{\mu}m$.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.243-250
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• 2019

In this study, to ensure the safety of the packaged hydrogen refueling system, the improvement plan was derived by using 3-dimensional CFD program (FLACS). We also confirmed the effectiveness of risk reduction and the suitability of safety standard. By ventilation performance evaluation according to the position of the vent, it demonstrated that the vent should be installed at the ceiling to safely ventilate without stagnation of the leaked gas. In case of ventilation system according to KGS standard, risk situation could be resolved after about 5 minutes in the worst leaked condition. The result showed that jet fire and explosion inside the packaged system could affect the surrounding facilities. This proves that the standard for installing flame detectors, emergency shut down system and protection wall is appropriate.

• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.38-44
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• 2022

전세계적으로 저탄소 친환경에너지로 다변화 정책이 진행되고 있으며, 그 정책 중 하나가 수소경제 활성화이다. 수소경제 활성화 정책으로 수소 공급을 위한 수소충전소의 보급이 가속화됨에 따라 사고발생의 위험도 커지고 있다. 수소의 폭발사고는 대부분 대형사고로 이어지기 때문에 수소에너지를 사용함에 있어 안전성을 확보하는 것은 매우 중요하다. 수소에너지를 활용하기 위해서는 액화수소의 생산, 저장, 운송 등에 사용될 수소저장 용기의 안전성 확보는 반드시 필요하다. 본 논문에서는 수소충전용 압력용기의 구조안전성을 평가하기 위해 가스 압력에 대한 거동특성을 유한요소해석으로 분석하였다. 압력용기의 재료는 SA-372 Grade J / Class 70을 사용하였고, 해석모델은 압력용기가 축대칭 형상이므로 1/4 형상만 고려하여 6면체 메쉬를 적용하였다. 수소가스 압력용기를 사용 최고 압력에서 유한요소해석을 하였으며, 해석 결과인 용기의 von Mises Stress와 변형량, 변형률 에너지 밀도를 관찰하였다.