• 제목/요약/키워드: 고압수소

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부피법을 이용한 고압·극저온 수소 흡착량 측정 방식의 기본 원리 (Volumetric Hydrogen Sorbent Measurement at High Pressure and Cryogenic Condition - Basic Measurement Protocols)

  • 오현철
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.349-356
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    • 2016
  • Volumetric capacity metrics at cryogenic condition are critical for technological and commercial development. It must be calculated and reported in a uniform and consistent manner to allow comparisons among different materials. In this paper, we propose a simple and universal protocol for the determination of volumetric capacity of sorbent materials at cryogenic condition. Usually, the sample container volume containing porous sample at RT can be directly determined by a helium expansion test. At cryogenic temperatures, however, this direct helium expansion test results in inaccurate values of the sample container volume for microporous materials due to a significant helium adsorption, resulting significant errors in hydrogen uptake. For reducing this container volume error, therefore, we introduced and applied the indirect method such as 'volume correction using a non-porous material', showing a reliable cold volume correction.

연료전지자동차의 고압수소저장시스템 신뢰성 평가 (The Evaluation of Reliability for the High Pressure Hydrogen Storage System of Fuel Cell Vehicle)

  • 장규진;최영민;안병기;임태원
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.266-275
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    • 2008
  • The performance improvement of each part for durability, safety and cost of high pressure storage system for fuel cell vehicle has been focused so far. However, for the mass production of fuel cell vehicle, it is necessary to evaluate durability and safety in system module and vehicle level. The test procedure to evaluate vibration and collision safety of high pressure hydrogen storage system for the fuel cell vehicle is established and its reliability is verified.

전기화학식 수소 압축기 직렬 스택 기술 (Series Stacking Techniques of Electrochemical Hydrogen Compressors)

  • 조상훈;김창종;김민수;김동규
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.168-174
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    • 2024
  • The electrochemical hydrogen compressor was run under diverse operating conditions in order to probe its capabilities and limitations. It was found that, unlike single-cell operations, the electrochemical hydrogen compressor stack performance improved with a rise in temperature. This improvement in performance was attributed to the gradual weakening of the electro-osmotic drag over time, impacting membrane resistance. As a result of these experiments, compression levels, up to an impressive 120 bar, using the electrochemical hydrogen serial stack were achieved.

HCNG 충전 시스템 공정모사 (Process Simulation of HCNG Refueling System)

  • 김상민;한정옥;이영철;이중성;김용철;채정민;홍성호
    • 한국가스학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.1-7
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    • 2013
  • 수소와 압축천연가스가 30 : 70비율로 혼합되는 HCNG 공급 시스템의 공정모사를 수행하였다. 수소 생산은 천연가스로부터 수증기 개질 공정을 이용하는 방법이며, 수증기 개질반응기 운전조건으로 SCR은 증가할수록 천연가스의 전환율은 증가하지만 SCR이 3이상부터는 큰 차이가 없었고, GHSV는 증가할수록 연료처리량이 증가하지만 전환율은 감소하여 $1700h^{-1}$일 때 전환율 및 연료처리량이 최적상태가 되었다. CNG는 저압 천연가스가로부터 압축되어 공급되는 시스템이다. 혼합용 수소와 천연가스는 고압상태에서 HCNG로 혼합된다. 수소와 천연가스는 각각 400 bar와 250 bar의 고압으로 압축된다. 고압압축을 위해 단일압축보다 압축소요동력이 적게 사용되는 다단 압축을 사용하였다. 수소와 천연가스압축에 각각 사용된 압축기들의 압축 총 소요 동력을 최소화하는 중간 설정압력으로 각각 61 bar, 65 bar의 중간압력을 도출하였다.

중대사고시 수소연소에 의한 화염속도 상관식 제시 (A Suggestion of the Hydrogen Flame Speed Correlation under Severe Accidents)

  • Kang, Chang-Woo;Chung, Chang-Hyun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제26권1호
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    • pp.1-8
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    • 1994
  • 중대사고시 고온·고압의 열수력적 현상과 증기의 억제효과를 정량화할 수 있는 수소연소에 의한 화염속도 상관식을 제시하고 보정인자들을 정의하였다. 이 상관식은 기존의 Iijima-Takeno 상관식에 중대사고시에 예상되는 수소와 증기의 농도 범위에서 증기의 억제효과를 정량화하는 인자인 증기억제율을 정의하여 추가하고, 초기 압력의 영향을 고려하는 보정효과를 변형한 것이다. 또한 기존의 화염속도 모델은 상온·대기압력에서 수행된 실험에 기초한 상관식으로 중대사고시의 고온·고압의 열수력적 현상을 올바로 모사할 수 없으며. 증기의 억제 효과를 정량화할 수 없었다. 따라서 화염의 구조를 정의하고, 해석적 분석을 통해 화염속도를 계산하였고, 이 결과를 중대사고 해석용 코드인 MAAP, HECTR의 상관식 결과와 FITS 실험자료와 비교하여 해석적 모델의 적합성을 검증하였다. 이러한 결과를 기초로 화염 속도에 대한 증기의 억제 효자를 정량화하고, 초기 온도와 압력의 영향을 보정하는 인자들을 결정하여 수소연소에 의한 간편한 형태의 화염속도 상관식을 제시하였다.

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수소충전소 방호벽 안전성 검증을 위한 TNT 폭발실증 및 전산유동 해석 (TNT Explosion Demonstration and Computational Fluid Dynamics for Safety Verification of Protection Wall in Hydrogen Refueling Station)

  • 양윤영;조재근;박우일;나현빈
    • 한국가스학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.102-109
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    • 2023
  • 수소사회 실현에 있어 수요자가 수소를 가장 쉽게 만날 수 있는 시설인 수소충전소의 안전 확보가 중요하다. 수소충전소는 고압의 수소를 저장하는 압축가스설비 등으로 구성되어 있으며, 시설 내 수소 누출로 인한 화재폭발 또는 주변 화재의 영향으로 고압의 압축가스설비가 파열될 위험이 있다. 이에, 한국가스안전공사는 설치단계부터 위험요인을 찾아내 설계에 반영하고 법정 검사를 통한 안전 확보에 만전을 다하고 있다. 본 연구에서는 수소충전소에 설치하는 방호벽의 안전성 효과를 확인하기 위해 방호벽을 이용한 TNT 폭발 실증시험을 실시하고, CFD 프로그램인 FLACS-CFD를 이용하여 실증시험 결과와 비교·검증하였다. 실증시험 및 CFD 해석 결과 방호벽 후단에서 폭발 과압의 감소 효과가 위치에 따라 50 %에서 최대 90 %까지 감소하는 것이 확인되나, 일정거리를 벗어나면 그 효과가 떨어지는 것을 확인하였다. 방호벽의 안전성 검증을 위한 실증시험 및 전산해석 결과는 향후 방호벽 기준 최적화를 위한 제안에 활용하고자 한다.

DME를 연료로 하는 고압펌프의 성능 및 내열 특성 평가 (Performance and Thermal Endurance Tests of a High Pressure Pump Fueled with DME)

  • 백범기;임옥택
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제31권1호
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    • pp.89-95
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    • 2020
  • The main scope of this paper is to see if the conventional pump can be properly used for a specific fuel, Di-methyl Ether (DME) despite of its low lubricity and high reactivity in the experimental conditions. A wobble plate type fuel pump was connected to the common rail to verify that the pump could deliver the fuel at the required pressure and resultantly DME could be used as fuel without modifying the original pump. At each required pressure (30 Mpa, 35 Mpa, 40 Mpa, 45 Mpa, and 50 Mpa), the pump met the pressure required by the common rail. In addition, pump performance experiments tended to follow the usual performance curve while the flow rate decreased as the pressure increased. The maximum flow rate of the pump was 470 kg/h at 30 Mpa and all measurements were taken with keeping DME temperature below 60℃.

고압수소 유량계측용 임계노즐 유동의 수치해석적 연구 (A Computational Work of Critical Nozzle Flow for High-Pressure Hydrogen Gas Mass Flow Measurement)

  • 이준희;김희동;박경암
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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    • pp.227-230
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    • 2006
  • The method of mass flow rate measurement using a critical nozzle is well established in the flow satisfying ideal gas law. However, in the case of measuring high-pressure gas flow, the current method shows invalid discharge coefficient because the flow does not follow ideal gas law. Therefore an appropriate equation of state considering real gas effects should be applied into the method. The present computational study has been performed to give an understanding of the physics of a critical nozzle flow for high-pressure hydrogen gas and find a way for the exact mass flow prediction. The two-dimensional, axisymmetric, compressible Navier-Stokes equations are computed using a fully implicit finite volume method. The real gas effects are considered in the calculation of discharge coefficient as well as in the computation. The computational results are compared with the previous experimental data and predict well the measured mass flow rates. It has been found that the discharge coefficient for high-pressure hydrogen gas can be corrected properly adopting the real gas effects.

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고압수소 저장용 Cr-Mo계 저합금강의 수소취성에 미치는 템퍼링 온도의 영향 (Effect of Tempering Temperature on Hydrogen Embrittlement of Cr-Mo Low Alloy Steels for High-pressure Gaseous Hydrogen Storage)

  • 정민섭;신희창;김상규;황병철
    • 소성∙가공
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    • 제33권3호
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    • pp.185-192
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    • 2024
  • This study examined how varying tempering temperatures affect the susceptibility of Cr-Mo low alloy steels to hydrogen embrittlement. A slow strain-rate test (SSRT) was carried out on the steels electrochemically pre-charged with hydrogen in order to examine the hydrogen embrittlement behavior. The results showed that the hydrogen embrittlement resistance of the Cr-Mo low alloy steels improved with increasing tempering temperature. Thermal desorption analysis (TDA) revealed that diffusible hydrogen content decreased with increasing tempering temperature, accompanied by a slight increase in the peak temperature. This decrease in hydrogen content was likely due to a reduction in dislocation density which served as reversible hydrogen trap sites. These findings underline the significant role of tempering temperature in enhancing the hydrogen embrittlement resistance of Cr-Mo low alloy steels.