• New & Renewable Energy
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• v.6 no.3
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• pp.30-38
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• 2010

수소경제로 가는 길목에서의 압축천연가스에 수소를 첨가한 수소-압축천연가스(HCNG)는 자동차 연료로서의 뛰어난 효과로 인해 미국, 캐나다, 유럽 등에서는 강화되고 있는 자동차의 배출가스 규제에 대해 만족할 수 있는 차세대 천연가스 자동차의 대안으로서 관련 기술개발과 실증사업에 주력하고 있다. 향후 수소시대의 도래에 즈음하여 HCNG의 사용은 수소사용에 대한 인식 향상과 아울러 수소사용을 안정적으로 공급할 수 있는 토대를 마련하고 수소제조 등 여러 분야에서 기술개발을 할 수 있는 부가적인 효과가 있다고 하겠다. 따라서 최근 국내에서 시내버스와 청소차등에서 천연가스 차량의 보급이 확대되고, 충전소도 점차 확대되고 있는 상황에서 HCNG 연료의 적용가능성을 확인하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 인프라 관점에서의 선진국과 국내의 기술개발 현황을 소개하고 향후 우리에게 필요한 과제가 무엇인지를 생각해보는 기회를 갖고자 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.226.2-226.2
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• 2010

수소경제로 가는 길목에서의 압축천연가스에 수소를 첨가한 수소-압축천연가스(HCNG)는 자동차 연료로서의 뛰어난 효과로 인해 미국, 캐나다, 유럽 등에서는 강화되고 있는 자동차의 배출가스 규제에 대해 만족할 수 있는 차세대 천연가스 자동차의 대안으로서 관련 기술개발과 실증사업에 주력하고 있다. 향후 수소시대의 도래에 즈음하여 HCNG의 사용은 수소사용에 대한 인식 향상과 아울러 수소사용을 안정적으로 공급할 수 있는 토대를 마련하고 수소제조 등 여러 분야에서 기술개발을 할 수 있는 부가적인 효과가 있다고 하겠다. 따라서 최근 국내에서 시내버스와 청소차등에서 천연가스 차량의 보급이 확대되고 있고, 충전소도 점차 확대되고 있는 상황에서 HCNG 연료의 적용가능성을 확인하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 선진국과 국내의 기술개발 현황을 소개하고 향후 우리에게 필요한 과제가 무엇인지를 생각해보는 기회를 갖고자 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.5
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• pp.473-479
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• 2013

This study focused on a heavy-duty natural gas engine fuelled with HCNG (CNG: 70 vol%, hydrogen: 30 vol%) and CNG. To study the emission characteristics of an HCNG engine with high compression ratio, the exhaust gas of CNG and HCNG fuel were analyzed in relation to the change in the compression ratio at the half load condition. The results showed that the thermal efficiency improved with an increase in the compression ratio. Consequently, $CO_2$ emission decreased. CO emission increased with inefficient oxidation due to the low exhaust gas temperature. $NO_x$ emission with high compression ratio was increased at the same excess air ratio condition. However, $NO_x$ emission was not affected by a compression ratio exceeding ${\lambda}$ = 1.9 because of the same MBT timing.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.17 no.5
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• pp.1-7
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• 2013

In this study, simulation work of HCNG refueling system was performed. The hydrogen was produced from steam reforming process by natural gas. The conversion of natural gas is increased as SCR is increased. but it was no significant difference more than 3 of SCR and fuel throughput is increased as GHSV is increased. Both conversion and fuel throughput levels was optimized when the $1700h^{-1}$ of GHSV. CNG was compressed from low pressure natural gas. For the mixing of $H_2$ and CNG is mixed with the high pressure conditions such as 400bar of $H_2$ and 250bar of natural gas. Single-stage compression was required more power than multi stage. So, multi stage compression was suggested for high pressure compression. We calculated the intermediate pressure to minimize total required power of compressors. The intermediate pressure for $H_2$ and natural gas were derived at 61 and 65 bar, respectively.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.15 no.2
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• pp.1-8
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• 2011

In this research, the safety trends and technologies of HCNG, a mixture of hydrogen and natural gas, are analyzed. This is an attracting alternative fuels to meet the strengthened automotive exhaust gas emission standards. HCNG is very important opportunities and challenges in that it is available the existing CNG infrastructures, meets the strengthened emission standards, and the technical, social bridge of the coming era of hydrogen. It is essential for the commercialization of HCNG that hydrogen - compressed natural gas blended fuel for use in preparation of various safety considerations included accidents scenario, safety distance, hydrogen attack, ignition sources and fire detectors are examined. Risk assessments also are suggested as one of permission procedure for HCNG filling station.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.4
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• pp.387-394
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• 2013

Hydrogen-compressed natural gas (HCNG) blend has attracted attention as a fuel that can reduce $CO_2$ emissions because it has low carbon content and burns efficiently. An increase in the compression ratio of HCNG engines was considered as one of the methods to improve their efficiency and reduce $CO_2$ emissions. However, a high combustion rate and flame temperature cause abnormal combustion such as pre-ignition or knocks, which in turn can cause damage to the engine components and decrease the engine power. In this study, the performance and knock characteristics with a change in the compression ratio of an HCNG engine were analyzed. The combustion characteristics of HCNG fuel were evaluated as a function of the excess air ratio using a conventional CNG engine. The effects of the compression ratio on the engine performance were evaluated through the same experimental procedures.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.14 no.2
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• pp.84-91
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• 2006

A heavy duty hydrogen-natural gas fueled engine can obtain stable operation at ultra lean conditions and reduce emissions extremely. Reduction of $CO_2$ in its engine is one of the most benefit. In this study, rate of hydrogen addition($R_{dH2}$) and compression ratio($\varepsilon$) were investigated including performance of this engine. As results, it was found that phenomenon of pressure oscillation when increasing $R_{dH2}$ and $\varepsilon$, it means occurring knock. It consider that pressure oscillation was increased due to fast burning speed of hydrogen. Even if same compression ratio, pressure oscillation was remarkable increased according to increasing $R_{dH2}$. Therefore, limit compression ratio of knock occurring was reduced by increasing $R_{dH2}$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.21-24
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• 2006

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격 적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $20{\sim}100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개 질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 연료전지 자동차용 수소 인프라 조기 구축을 위하여 수소충전소 구축과 국산화 천연가스 수증기 개질기 개발을 병행하여 진행하였다. 수소 충전소 구축 부분은 충전소 부지 확보, 건물 건축, 각종 유틸리 티 설치의 토목 부분과 천연가스 개질형 수소 제조 유닛 설치, 수소 압축, 저장, 디스펜싱 시스템 설치를 포함하고 있으며 고압 설비에 대한 인허가 대응 및 안전대책 작업도 진행하였다. 구축된 수소충전소는 향후 연료전지 자동차 연계 실증 프로그램에 활용할 수 있다. 국산화 핵심 기술 개발을 위하여 열 및 시스템 통합 설계에 의 해 천연가스 수증기 개질기를 제작하고 내부 열교환 구조에 따른 개질기의 성능을 평가하였다. 개발된 개질기는 개질온도 $720^{\circ}C$, 수증기 대 카본 비 2.7의 운전조건에서 $23Nm^3/h$ 이상의 수소 생산이 가능하였으며 73% 이상의 개질 효율을 나타내었다. 개발된 천연가스 수증기 개질기는 향후 수소 정제용 PSA(Pressure Swing Adsorption) 시스템과 연계하여 수소충전소 국산화 엔지니어링 설계 패키지 개발의 핵심 기 술로 사용할 계획이다.시간 정도 운전한 후 시스템을 정지하였다 메탄 전환율과 일산화 탄소 농도, 열효율을 모니터링 하고 있으며, 현재까지 초기 성능을 그대로 유지하고 있다. 앞으로 일일시동-정지 운전 시험을 지속하면서 초기 시동 특성 및 부하 변동에 따른 응답 특성 개선, 그리고 연료전지와의 연계 운전을 실시할 예정이다 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.소/배후방사능비는 각각 $2.18{\pm}0.03,\;2.56{\pm}0.11,\;3.08{\pm}0.18,\;3.77{\pm}0.17,\;4.70{\pm}0.45$ 그리고 $5.59{\pm}0.40$이었고, $^{67}Ga$-citrate의 경우 2시간, 24시간, 48시간에 $3.06{\pm}0.84,\;4.12{\pm}0.54\;4.55{\pm}0.74 $이었다. 결론 : Transferrin에 $^{99m}Tc$을 이용한 방사성표지가 성공적으로 이루어졌고, $^{99m}Tc$-transferrin의 표지효율은 8시간까지 95% 이상의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.16 no.2
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• pp.191-198
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• 2005

Adding hydrogen gas in natural gas leads to stable combustion in internal combustion engine and its performances rely on compression ratio. To analyze the effects of compression ratio and rate of hydrogen addition on the engine performance, the characteristics of overall engine performance including emission were investigated by using the medium duty natural gas fueled engine. As results, it was found that compression ratio occurred knock was nearby compression ratio, $\varepsilon$=14 for the case that hydrogen was enriched in the natural gas fueled engine. But slight knock was occurred at $\varepsilon$=14.7 in the case of neat natural gas. Also HC and $CO_2$ were reduced around 80% and 20% respectively when the rate of hydrogen addition was increased to 50% and compression ratio from $\varepsilon$=13 to $\varepsilon$=14.7.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.31 no.3
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• pp.322-327
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• 2020

In this work, a study for the reduction of the electric power consumption has been estimated in main air compressors in the air separation unit through cryogenic distillation columns with PRO/II with PROVISION V10.2 at AVEVA company. Both required LNG mass flow rate and cold heat contained in 1 ton of LNG were also predicted using Peng-Robinson equation of state with Twu's new alpha function. Through this work, we concluded that 32.33-48.69% of electric power could be saved by using LNG cold heat.