• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.324-335
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• 2024

The container package type sealed water electrolysis production system installs mechanical balance of plant and electrical balance of plant as an integrated unit to enable independent operation within the package module. The auxiliary equipment required to operate the water electrolysis system must be integrated to reduce the installation area and shorten the installation time. At this time, as leak risk factors are placed in a dense space, when a hydrogen gas leak accident occurs, it can have a mutual influence on other adjacent facilities, so it contains various risk factors. In this study, when a gas leak occurs in a container packaged water electrolysis system, possible sources of leakage in the system according to the KS C IEC 60079-10-1:2015 and KGS GC101 standards were identified, and the leak rate and leak characteristics were calculated. did. The hazardous area and its range were calculated according to ventilation and dilution characteristics. In order to optimize ventilation characteristics, design of experiment was used to analyze the influence to evaluate the adequacy of ventilation, and overseas ventilation standards were analyzed and compared. In addition, the optimal ventilation structure and characteristics of the container packaged water electrolysis system were presented according to the results of the experimental design method.

• 청정기술
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• 제29권3호
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• pp.217-226
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• 2023

본 연구에서는 grand canonical 몬테카를로 전산모사 방법을 이용하여 정사각형 배열을 가지는 단일벽나노튜브에서 나노튜브의 직경과 가장 가까운 튜브들 사이의 거리의 함수로써 수소의 흡착특성을 연구하였다. 그리고 동일한 직경과 간격을 가지는 삼각형 배열을 이용하여 기하학에 대한 영향도 연구하였다. 수소-탄소 그리고 수소-수소의 인력은 단거리 인력의 경우 Lennard-Jones 포텐셜을 사용하였고, 수소-수소의 경우는 정전기적 인력을 저온에서의 양자효과를 고려하기 위해 추가하였다. 194.5 K에서 큰 직경을 가지는 단일벽나노튜브의 경우 Type I과 넓은 간격을 가지는 나노튜브의 경우 흡착과 탈착과정에서 Type IV의 흡착 등온선이 관찰되었다. 200 bar에서 단일벽나노튜브의 중량 수소저장 능력은 미국 에너지부의 목표치에 도달하거나 초과하였다. 그러나 부피 수소저장 능력은 목표치의 약 70%에 해당하였다. 77 K에서는 단일층 형성과 이후 응축 단계가 따르는 두 단계의 흡착이 관찰되었다. 수소는 나노튜브의 내부 표면, 외부 표면, 관 내부의 공간 그리고 나노튜브 다발 사이의 틈새 채널의 순서로 흡착하였다. 1 bar 이하에서도 여러 가지 직경과 간격을 가지는 탄소나노튜브는 중량 그리고 부피 저장 능력이 모두 목표치를 초과하였다.

• 멤브레인
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• 제31권5호
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• pp.351-362
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• 2021

전 바나듐 레독스 흐름 전지(VRFB)는 유망한 대용량 에너지 저장 기술 중 하나이다. 이온교환막은 VRFB의 충·방전 성능 및 내구성을 좌우하는 핵심 구성 요소이다. 본 연구에서는 기존 탄화수소계 이온교환막의 단점을 보완하기 위해 우수한 물리적 및 화학적 안정성을 갖는 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 지지체의 세공에 불소부가 포함된 탄화수소계 이오노머를 충진하는 방식으로 세공충진 음이온교환막(PFAEMs)을 제조하였다. 얇은 다공성 PTFE 지지체의 사용으로 전기적 저항을 현저히 낮출 수 있었으며 PTFE 지지체의 사용과 더불어 충진 이오노머에 불소부를 도입함으로써 막의 산화 안정성을 크게 향상시킬 수 있었다. 충·방전 성능 평가 결과, PFAEM에 불소부의 함량이 증가할수록 높은 전류 효율을 나타내었으며 낮은 전기적 저항으로 상용막 대비 우수한 전압 효율 및 에너지 효율을 보였다. 또한, 산화 안정성 및 충·방전성능의 관점에서 소수성 PTFE 지지체의 사용이 더 바람직함을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.337-344
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• 2020

Worldwide, there is a significant surge in the efforts for addressing the issue of global warming; the use of renewable energy is one of the solutions proposed to mitigate global warming. However, severe volatility is a critical disadvantage, and thus, power-to-gas technology is considered one of best solutions for energy storage. Hydrogen is a popular candidate from the perspective of both environment and economics. Accordingly, a hydrogen production system based on renewable energy sources is developed, and the economics of the system are assessed. The result of the base case shows that the unit cost of hydrogen production would be 6,415 won/kg H₂, with a hydrogen production plant based on a 100 MW akaline electrolyzer and 25% operation rate, considering renewable energy sources with no electricity cost payment. Sensitivity study results show that the range of hydrogen unit cost efficiency can be 2,293 to 6,984 Won/kg H₂, depending on the efficiency and unit cost of the electrolyzer. In case of electrolyzer operation rate and electricity unit cost, sensitivity study results show that hydrogen unit cost is in the range 934-26,180 won/kg H₂.

• 멤브레인
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• 제31권6호
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• pp.456-470
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• 2021

본 연구에서는 비용매 유도 상분리법을 이용하여 폴리에테르이미드 계열의 중공사형 분리막을 제조하였다. 제조된 중공사막의 모폴로지 조절을 위해 첨가제로는 THF, Ethanol, LiNO₃를 사용하였다. 또한 높은 수소분리막의 개발을 위해 모폴로지와 기체투과성능을 특성평가를 통해 방사조건을 최적화하였다. 그 결과 THF의 함량이 증가할수록 수소/이산화탄소 선택도가 증가하였다. 하지만 trade-off 관계로 인하여 투과율은 감소하였다. Ethanol을 첨가하였을 때는 finger-like 구조를 나타냈고, LINO₃를 첨가하였을 때 Sponge 구조를 보였다. 특히, PDMS 코팅층을 최적화한 중공사막의 경우, 투과율은 40 GPU, 수소/이산화탄소 선택도는 5.6을 나타냈다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.86-91
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• 2021

In order to save the energy in vehicles using renewable energy, it is necessary to reduce the weight of parts with polymer matrix composites. Carbon nanotube (CNT) is the nano-scale reinforcement used to increase the interlaminar strength of fiber reinforced composites or enhance the fracture toughness of polymer. However, since the degree of improvement in mechanical properties varies according to the various experimental conditions such as shape of reinforcement, types of matrix and dispersion of reinforcement, research to find the optimal conditions is essentially needed. In this study, CNT/epoxy composites with different CNT concentration were fabricated under the same conditions, and the optimal CNT content (2 wt%) was found through Mode 1 fracture toughness test. Furthermore, through optical microscopy, it was confirmed that the fracture toughness was rather decreased due to the CNT aggregation when the CNT content exceeded 2 wt%.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.143-149
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• 2012

용융탄산염 연료전지 상용화를 위해서 40,000 시간이상 장기 운전이 가능해야 한다. 장기운전을 위해 크랙 발생이 적고 기계적 강도가 높은 강화 매트릭스의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 $LiAlO_2$에 알루미늄 나노입자를 첨가하여 매트릭스의 기계적 강도를 향상시키는 연구를 수행하였다. 나노 알루미늄 첨가 $LiAlO_2$ 그린 시트를 수소 분위기에서 열처리한 결과, 공기 분위기에서 열처리한 매트릭스에 비해 기계적 강도가 1.5배 증가함을 확인하였다. 이는 환원분위기에서 열처리를 할 경우, 알루미늄의 입자간의 소결으로 인한 neck이 형성 되어 $LiAlO_2$ 입자 간에 다리를 만들어주는 효과가 나타나 매트릭스의 기계적 강도가 크게 증진되었으리라 판단된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.345-351
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• 2024

The unitized regenerative fuel cell (URFC) is a method that can reduce costs and increase system simplification by unitizing a fuel cell system and a water electrolysis system. The spray method is suitable as the membrane electrode assembly (MEA) manufacturing method for URFC because it is easy to control the amount of catalyst, the size of the system is small, and economical manufacturing is possible. In this study, a numerical analysis of the effect of solution concentration on the spray method was performed to use it as basic data for the spray method to be used in MEA manufacturing. As result, as the Nafion solution concentration decreases it was found that the spray speed and the mass flow rate and the discrete phase model concentration increases and the spray range widens.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.352-361
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• 2023

청정 연료인 수소를 생산하기 위해 현재 가장 널리 사용되는 기술인 증기 개질이다. 이 방법으로 생산된 수소는 일산화탄소와 같은 불순물을 함유하고 있어, 이를 연료전지와 같은 응용분야에 사용하기 위해서는 적절한 정제 과정을 반드시 거쳐야 한다. 최근 효과적인 정제 방법으로 분리막 기술이 각광받고 있다. 본 연구에서는 수소와 일산화탄소 혼합가스에서 수소 분리 및 회수를 위해 바이오가스 고질화용(biogas upgrading) 상용 폴리설폰(polysulfone) 고분자막의 활용 가능성에 대해서 평가하였다. 먼저, 사용한 상용막의 물리화학적 특성에 대해서 평가하였고, H₂/CO를 이용하여 stage-cut, 운전압력과 같은 다양한 조건에서의 상용막 모듈의 성능 평가를 진행하였다. 마지막으로, 평가 결과를 바탕으로 공정설계를 위한 시뮬레이션을 진행하였다. 본 연구에서의 상용 분리막 공정의 최대 H₂ 투과도와 H₂/CO 분리계수는 각각 361 GPU와 20.6을 기록하였다. 또한, CO 제거 효율은 최대 94%를 나타내었으며, 생산 수소 농도는 최대 99.1%를 달성하였다.

• ESCO지
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• 통권39호
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• pp.70-73
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• 2006

클린 에너시 시장 "2015년 1672억 달러로 성장"/대림산업 양주 택지지구에 구역형 집단에너지 사업/산자부 에너지진단의무화 입법예고/동아전람 '제2회 동아 빌딩박람회'참가업제 모집/에너지기술연 제지설비 응축열 재활용 '열교환기'상용화/산자부 환경친화 산업구조개선 법률 개정/미국 냉동공조공학회 이진원 교수·이상민 박사에 최고논문상/광주시 그린빌리지, 수소연료전지 본격가동/대전 신동아파트 소형열병합 ESCO자금 상황 '끝'/기획예산처 교육세 일부 환경,에너 지 분야에 활용/유기태양전지 개방 '청신호'/중소기업청 신기술 제품 공공구매 본격 확대/에노지관리공담 혁신도시 건설을 위한 신·재생에너지보급 촉진 간담 회 개최/산자부 온실가스 배출통계 시스템 구축