Abstract
As promising future energy source, hydrogen has been drawing much attention; however, it is easily leaked from the small gap in any storage container due to its find molecule size. In this study, Laser induced breakdown spectroscopy(LIBS) was used for hydrogen leak detection, and feasibility of the scheme was evaluated based on different way for plasma generation. Laser power of 295 mW was required for generating plasma on metal surface to measure hydrogen atomic emission while approximately 2.5 times higher laser power was needed for plasma formation directly in the hydrogen gas stream. It was shown that peak to base ratio increased linearly with increasing the concentration of hydrogen. It can be concluded that LIBS is a viable technique for hydrogen sensing when the concentration of hydrogen is less than 5%.
미래의 화석연료를 대체할 가능성이 큰 에너지원으로써, 수소는 인류의 궁극적인 연료로 주목받고 있으나, 작은 분자 크기로 인하여 저장 용기의 작은 틈으로부터 쉽게 누설된다. 본 연구에서는 수소 누설을 탐지하기 위하여 레이저 유도 붕괴 분광법(Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)을 사용하였고, 플라스마 생성 방법에 따른 본 기술의 적합성을 평가하였다. 금속 표면에 플라스마를 일으켜 수소 원자광을 얻는 방법은 플라스마를 작은 레이저 출력 (295mW)에서 유도 할 수 있지만, 수소 기체에 직접 플라스마를 유도하는 방법은 약 2.6배 높은 레이저 출력이 필요하였다. 두 방법 모두 픽 투 베이스(Peak to Base) 비율이 수소농도에 대하여 선형적인 경향을 보였으며, 공기 중 수소의 농도가 5% 미만인 경우 본 기술은 수소 누설 검출에 적합한 기술로 판단된다.
