• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.18 no.3
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• pp.8-16
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• 2024

Because hydrogen has very low density, a different storage method is required to store the same amount of energy as fossil fuel. One way to increase the density of hydrogen is through liquefaction. However, since the liquefied temperature of hydrogen is extremely low at -252 ℃, it is easily vaporized by external heat input. When liquid hydrogen is vaporized, a self-pressurizing phenomenon occurs in which the pressure inside the hydrogen tank increases, so when designing the tank, this rising pressure must be carefully predicted. Therefore, in this paper, the internal pressure of a cryogenic liquid fuel tank was predicted according to the liquid hydrogen filling ratio. A one-dimensional thermodynamic model was applied to predict the pressure rise inside the tank. The thermodynamic model considered heat transfer, vaporization of liquid hydrogen, and fuel discharging. Finally, it was confirmed that there was a significant difference in pressure behavior and maximum rise pressure depending on the filling ratio of liquid hydrogen in the fuel tank.

• Journal of Power System Engineering
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• v.13 no.2
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• pp.42-48
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• 2009

본 실험에서는 왕복동식 수소 압축 시스템에서 다양한 스너버 압력변화와 스너버 효과를 조사가 수행되었다. 압력값은 실험적인 방법으로 스너버 시스템에서 각각 6군데에서 압력 값을 측정하였다. 그리고 아크릴 스너버에서의 입, 출구의 압력진폭은 FFT로 얻어진다. 맥동압 감소는 결과의 입, 출구의 진폭으로써 계산되어진다. 이는 각각의 모터 주파수 30, 40, 50Hz에서 각각 58.248%, 57.026%, 56.871%의 맥동압 감소가 일어난다. 압력 손실은 각각의 모터주파수 30, 40, 50Hz에서 0.960%, 1.533%, 1.965% 손실값이 발생한다. 수치해석은 스너버 내부 모든 구역에의 압력 정보를 보여준다. 실험과 수치해석의 결과를 비교하면 좋은 일치성을 보인다. 그렇기 때문에 수치해석으로 구한 압력 예측값은 왕복등식 수소 압축 시스템의 스너버 성능을 포함하는 다양한 수학적 식에 적용가능하다.

• Journal of Platform Technology
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• v.10 no.4
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• pp.3-10
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• 2022

In this study, damage resulting from internal flaws was investigated by finite element analysis for the safety evaluation of a non-destructive testing platform for hydrogen pressure vessels. A specimen was modeled and calculated using finite element analysis to determine material properties in accordance with the parameters of the composite material in order to assess the safety of the Type 4 hydrogen pressure vessel. Through this, flaws in the hydrogen pressure vessel were modeled, and test conditions were provided in accordance with rules to look into whether there was safety. Delamination, foreign object, and vertical cracks were modeled for internal flaws, and damage was examined in accordance with failure criteria. As the delamination defect approached the interior of the hydrogen pressure tank, it became more likely to cause damage. Additionally, as the crack depth grew in the case of vertical cracks, the likelihood of crack propagation rose. On the other hand, it was anticipated that the foreign item defect would suffer more damage from the outside in. A non-destructive testing platform will be used to assess the safety of fuel cell vehicles that are already in operation in future research.

• Journal of Power System Engineering
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• v.14 no.3
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• pp.25-32
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• 2010

전 세계적으로 급속도로 인기가 더해가고 있는 수소에너지는 높은 전환 효율성, 재생성, 친환경적인 특징을 가지며 미래의 주 에너지가 될 것이다. 왕복동식 압축기를 통과한 후의 수소 가스의 압력은 높은 맥동압을 가진다. 스너버는 압축기의 한 구성품으로 맥동압을 낮추고 수소가스의 불순물을 제거하기 위해 사용된다. 이 연구에서의 실험은 스너버 시스템에 사용된 강관의 맥동에 관해 조사하기 위해서 수행되었다. 맥동압은 12 Hz ~ 60 Hz의 모터속도에서 RMS값을 기준으로 0.1625% ~ 0.5305% 그리고 평균압력을 기준으로 0.1621% ~ 0.5277% 감소하였다. 압력손실은 RMS값을 기준으로 0.1092% ~ 1.4419%, 평균압력을 기준으로 0.1493% ~ 1.7507%로 측정되었다. CFD를 이용한 수치해석값은 실험값이 거의 비슷한 결과를 나타내고 강관 관로 내부 가스의 자세한 압력을 설명하기 위한 중요한 역할을 수행한다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.12 no.1
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• pp.20-27
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• 2008

수소 추출과 리포밍 과정, 연료 전지, 저장소로 구성된 수소 연료에 대한 연구는 세계적으로 번영하고 있는 중이다. 그러나 한국의 수소 스테이션에 대한 연구는 아직도 개발이 미미한 수준이다. 그리고 역시 수소 스테이션의 가장 중요한 부분인 수소 압축기에 대한 연구도 미흡하다. 수소압축기에서 가장 중요한 부분 중에 하나는 스너버인데 이것의 기능은 수소가스의 맥동압을 줄이고 불순물을 제거한다. 스너버 내부에는 버퍼라고 불리는 기울어진 판이 설치되어 맥동압을 줄이고 불순물을 제거하는 역할을 담당한다. 스너버 내부의 압력 손실과 맥동압이 최소가 될 때 스너버는 적절한 성능을 가졌다고 평가된다. 그러므로 이 연구의 목적은 수치해석을 통하여 스너버의 최적의 기하학적 크기와 버퍼의 각도에 따른 최적의 스너버를 찾는 것이다. 수치해석의 결과에서 다양한 버퍼각도에 따른 스너버의 독특한 특성을 볼 수 있다. 결과적으로 버퍼의 각도가 $35^{\circ}$일때 최소의 압력손실율이 발생했고, 버퍼의 각도가 $10^{\circ}$일 때 최소의 맥동압이 발생하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.366-366
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• 2011

냉중성자원은 하나로 반사체탱크에 위치한 수직공에 설치되어 노심에서 발생하는 열중성자를 감속재인 액체수소층을 통과시켜 냉중성자를 생산하는 설비로 수소가를 충전하고 있는 수소계통이 있으며, 21K의 극저온 액체수소/기체수소 2상(ttwo-phase)을 유지하기 위해 외부에서 유입되는 열침입을 최소화하기 위해 진공계통이 설치되어 있다. 진공계통은 수조내기기 집합체(In-Pool Assembly : IPA)의 액체수소 열사이펀, 감속재 용기 등의 냉중성자원 극저온 부풀들의 단열을 위하여 진공용기 내부진공도를 공정진공도 이하로 유지하기 위한 계통으로 고진공펌프, 진공배기탱크 및 저진공펌프의 조합으로 두 개의 진공펌프시스템과 진공박스, 배기수집탱크 및 밸브박스를 포함한 연결배관으로 설계되었다. 저진공펌프를 이용하여 대기압에서 고진공펌프 작동압력까지 도달한 후 고진공펌프를 가동하여 공정진공도 이하의 진공도를 확보하고, 고진공펌프로부터 배기되는 배출가스는 고진공펌프 후단에 설치된 진공배기탱크에 포집되며, 필요 시 저진공펌프레 의하여 배기수집탱크로 배출된다. 진공펌프시스템은 진공용기 내부의 압력이 공정진동고 이하로 유지되도록 연속적으로 가동되어 진공단열이 가능하다. 본 논문은 감속재인 수소를 액화상태로 유지하며, 공정진공도 이하로 충분히 유지되어 운전되는 진공계통의 특성을 원자로 운전 주기별로 소개하고자 한다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.36 no.5
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• pp.627-631
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• 1992

A simple one dimensional model was proposed to describe a hydrogen bonding in crystals, which was based on the Lippincott's empirical potential. The model was used to calculate internal stretching vibrational frequencies of $NH_4I$ crystal at high pressures. The calculated results were in agreement with Raman experimental results qualitatively. At relatively lower high pressures, as pressure increases internal stretching vibrational frequencies shift lower due to increase of the hydrogen bonding effect. At higher pressures, the frequencies shift higher due to the repulsive contribution of interatomic potential induced by the reduction of interatomic distance as pressure increases.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.5-8
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• 2006

수소 station에서 수소분리정제를 위한 compact형 PSA 공정 설계를 위하여 활성탄으로 충진된 dual bed의 흡착동특성을 연구하였다. 기존 PSA 공정의 흡착탑이 차지하는 시스템의 공간을 줄이기 위하여 하나의 흡착탑 안에 다른 흡착탑을 넣어 흡착탑이 차지하는 공간을 최소화하고, 흡착탑 간의 열교환을 효과적으로 할 수 있도록 고안하였다. 수소 혼합물에 대한 dual bed에서의 흡착, 탈착 실험 실시하였으며, 시간에 따른 농도와 온도의 변화를 측정하였다. 수소 혼합물로는 $H_2/CO/CH_4/CO_2$ (69:2:3:26vol.%)를 사용하였으며, 흡착유량은 7LPM, 흡착압력은 9atm 조건에서 운전하였다. Inner bed와 outer bed의 수소 농도 파과곡선의 형태에 있어 차이를 보였으며, 이는 각 탑에서 열교환 효과로 인한 내부 온도 차이에 기인하여 발생하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.12
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• pp.41-46
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• 2018

In this research, numerical analysis was performed to determine the effects of hydrogen on biogas combustion for homogeneous charged compression ignition (HCCI) engines. The target engine specifications were a 2300cc displacement volume, 13:1 compression ratio, 15kW of electricity, and 1.2 bar boost pressure. The engine speed was fixed to 1800rpm. By varying the excess air ratio and hydrogen contents, the cylinder pressure, nitric oxide, and carbon dioxide were measured as a function of the hydrogen contents. According to preliminary studies related to the reaction mechanism for methane combustion and oxidation, a GRI 3.0 mechanism as the base mechanism was selected for HCCI combustion calculations describing the detailed reaction mechanism. By adding hydrogen, NO was increased while $CO_2$ was decreased. The cylinder pressure was also increased, having advanced timing for the maximum cylinder pressure and pressure rise region. Furthermore, lean operation limits were extended by adding hydrogen to the HCCI engine.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.16 no.1
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• pp.46-50
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• 2012

The performance of the Type3 hydrogen composite cylinder whose pressure is 70 MPa using hydrostatic cycling test equipment was evaluted in this study. It also includes the finite element method analysis on the performance of the cylinder when the pressure is applied. As a result, cylinder body parts of the Type3 hydrogen composite cylinder, which draws attention with its safe status and the lightness, was ruptured first and the same result has been found out through the finite element method. The dome knuckle and the cylinder body were proved as the weakest parts since the cylinder body parts was expanded under the pressure.