• 공업화학전망
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• 제24권4호
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• pp.22-35
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• 2021

현재 수소전기차는 승용 및 상용 등 다양한 모빌리티 분야에서 전 세계적으로 이슈가 되고 있다. 환경규제 강화, 신기후체제 출범 등의 변화의 물결에 따라 자동차산업의 패러다임이 친환경으로 전환되고 있으며, 세계적으로 관련 기술 개발 및 보급을 위한 확대 정책이 발표되고 있다. 1990년 초 수소전기차(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) 기술 개발이 진행되어 1994년 독일 다임러사가 세계 최초로 NECAR1을 개발하였다. 이후 많은 완성차가 상용화를 위해 기술개발이 진행되었으며, 2013년 국내 현대차가 세계최초로 양산차인 투싼 ix 수소전기차를 출시하였다. 1년 이후 다시 일본 도요타에서 세계 최초로 전용 차체를 적용한 미라이 수소전기차가 출시되면서 초기시장이 형성되었으며, 이후 현대차는 NEXO를 2018년에 발표하였다. 전 세계적으로 가장 많이 팔린 수소전기차에 해당된다. 2021년 미라이 2세대가 더욱 진보된 기술을 바탕으로 출시되었으며, 국내 현대차에서도 2세대 수소전기차 출시를 앞두고 있다. 또한 수소승용차 뿐만 아니라 수소상용차 시장이 뜨겁게 부각되고 있으며, 각국에서 수소상용차 기술개발을 진행하고 있다. 본 기획특집에서는 각국의 수소전기차 기술개발 및 보급 정책을 소개하고 국내 기술개발 및 보급 정책의 타당성을 확인하고자 하였다.

• 공업화학전망
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• 제24권4호
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• pp.36-51
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• 2021

오늘날 수소는 화석연료와 다르게 친환경 측면, 신사업 창출 및 국내 에너지 안보 확대 측면에서 미래에너지원으로 각광받고 있다. 이에 따라 세계 유수의 자동차 기업들이 궁극의 차량이라는 수소전기차 기술 개발 및 상용화에 주력하고 있으며 각국은 자국의 수소인프라의 핵심인 수소충전소 구축 전략을 강화하고 있다. 또한 수소전기차 초기 보급을 활성화하기 위해 국가 지원하에 수소충전소 공급을 적극 추진하고 있다. 전 세계적으로 500개 이상의 수소충전소가 건설, 운영 및 계획되고 있다. 국내에서도 수소전기차, 수소버스 및 수소트럭 등 보급 계획과 더불어 이에 필요한 수소충전소 공급 로드맵을 연도별로 발표하는 등 수송분야에 수소 에너지 도입이 강력하게 진행되고 있다. 그러나 우리나라 수소충전소 구축에 필요한 설비 등은 아직 자체 조달이 거의 이루어지지 않아 많은 설비 및 부품들이 국외 도입에 따른 여러 문제점들로 인해 어렵게 구축된 많은 수소충전소 운영이 원활하지 않은 상황이다. 따라서 국내외 수소충전소 구축 현황 및 계획에 대해 정리 및 분석하여 국내의 수소충전소 구축 및 운영에 대한 이슈들을 알아보고 해결해야 할 과제는 어떤 것이 있는지 알아보고자 한다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제32권3호
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• pp.167-190
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• 2023

본 논문은 서베이 데이터를 이용하여 한국의 연료유형에 따른 자동차의 잠재적 수요를 분석한다. 종속변수는 휘발유, 경유, 하이브리드, 전기, 수소를 포함한 향후 희망 자동차 연료유형이며, 주요 설명변수는 응답자의 인구학적 특성과 희망 자동차 연료 유형 선택 시 고려사항, 주성분분석으로 추출한 환경에 대한 인식이다. 다항로지스틱모델을 이용한 분석결과는 다음과 같다. 연비와 운행편의를 고려하는 응답자들의 하이브리드차에 대한 수요는 높아지는 반면에 전기차와 수소차에 대한 수요는 낮아진다. 환경에 대한 부정적인 인식이 있는 응답자들의 휘발유차와 경유차에 대한 수요는 높아지는 반면 전기차에 대한 수요가 낮아진다. 환경에 대한 우려를 표하는 응답자들의 하이브리드차에 대한 수요는 증가하는 반면에 전기차에 대한 수요는 감소한다. 이와 대조적으로, 환경 친화적인 응답자들의 경유차에 대한 수요는 감소한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.481-487
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• 2011

A fuel cell vehicle using a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEM FC) as power source produces electric power by consuming the fuel, hydrogen. The unconsumed hydrogen is recirculated and reused to gain higer stack efficiency and to maintain the humidity in the anode side of the stack. So it is needed considering fuel efficiency to recirculated hydrogen. In this study, the indirect hydrogen recirculation flow rate measurement method for fuel cell vehicle is presented. By modeling of a convergent nozzle ejector and a hydrogen recirculation blower for the hydrogen recirculation of a PEM FC, the hydrogen recirculation flow rate was calculated by means of the mass balance and heat balance at Anode In/Outlet.

• 에너지공학
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• 제9권4호
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• pp.288-294
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• 2000

본 논문은 1차와 2차 연료 라인을 설치한 실제 연소로에 형성된 프로판 난류화염으로부터 방출되는 NO의 생성변화를 연구하였다. 1차 연료는 버너의 노즐로 일정하게 공급되고, 추가적으로 2차 연료는 맥동되거나 또는 일정한 양이 첨가되었다. 2차 연료를 공급 튜브의 위치를 주 연료 튜브의 중심 또는 보염기 주위에 설치하였다. 연소로의 출구에서 화학종 $O_2$,CO, $CO_2$, NO와 HC(미연 탄화수소)의 평균 농도를 측정하였다. 당량비가 증가함에 따라, 후자의 방식에서의 NO 농도의 분포는 전자의 방식에서 보다 더 천천히 증가하였다. 당량비가 0.5에서 0.54 범위에서는 전자의 방식보다 후자의 방식이 NO 생성을 dir 35%까지 감소시켰다. 2차 연료의 맥동에 대한 NO에서도 변화의 영향은 2가지 방식에서 모두 나타나지 않았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.76-83
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• 2005

화석연료의 점진적인 고갈과 그 사용에 따라 발생하는 환경오염 문제의 해결 및 에너지 안보 차원에서 세계 각국은 수소경제로의 이동을 준비 중이며 현재 기술개발을 통해 상업화의 시기를 앞당기는 노력을 하고 있다. 국내에서는 2003년부터 본격적으로 정부 주도의 기술개발 및 실용화 사업을 추진하고 있으며 민간 부문에서는 국내 대기업들을 위주로 해외 전문업체와의 제휴를 통해 차세대 수종 사업으로 수소 연료전치 기술개발을 추진 중이나, 아직까지 기술력이 세계수준에는 이르지 못하고 있는 실정이다. SK는 산업자원부와 에너지관리공단에서 주관하는 대체에너지 기술개발 사업 중 수소연료전지 분야의 '수소스테이션(Hydrogen Station) 국산화 기술개발' 사업의 주관 기관으로서, 독자 기술로 개발한 수소 발생 장치를 중심으로 하여 2007년 수소스테이션 건설을 목표로 연구를 수행하고 있다. 수소스테이션 국산화 기술 개발은 2004년부터 2009년까지 총 5년간에 걸쳐 진행되며, 주관 연구기관인 SK는 수소 발생 장치의 개발과 이를 중심으로 한 수소스테이션의 건설을 총괄하고 있으며, 3개 국책 연구 기관 및 4개 대학이 위탁연구 기관으로 참여하여, 수소 생산 신공정 개발, 촉매 개발, PSA개발 및 탈항 기술 개발 등에 대한 요소 기술의 국산화를 목표로 연구를 진행하고 있다. 본 고에는 2004년부터 현재까지의 주요 연구 결과 및 수소스테이션 건설 추진 현황을 소개하고자 한다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.659-666
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• 2019

고분자전해질 수소연료전지는 수소와 산소의 전기화학적 반응을 이용하여 전기를 자발적으로 생산하며, 높은 전류밀도와 비교적 낮은 구동온도의 장점을 가져 화석연료를 대체할 미래 친환경 화학에너지 변환 장치이다. 현재 연료전지는 수소전기차를 중심으로 가정용 연료전지, 수소연료전지 발전소 등 다양한 산업에서 활용 중에 있다. 하지만 연료전지 산업의 지속적인 성장을 위해서는 여러 기술적인 문제가 보완되어야 하며, 그 중에서도 연료전지 각 구성요소의 장기 내구성을 필수적으로 확보해야 한다. 특히 연료전지의 연료극과 공기극에서 사용되는 탄소담지 백금촉매는 연료 전지 운전조건에 따라 다양한 기작을 통하여 성능 감소가 일어난다. 이에 연료전지용 촉매의 내구성 파악을 위한 가속테스트법이 다양하게 제시되고 있다. 본 논문에서는 연료전지용 백금 기반 촉매의 성능 감소 기작을 설명하고, 지금까지 제시된 가속스트레스 시험을 통한 내구성 평가 방법에 대해 비교하고자 한다.

• 신재생에너지
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• 제6권3호
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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.

• 기계저널
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• 제31권9호
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• pp.780-788
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• 1991

수소를 에너지매체로 하여 체계적으로 이용하기 위하여 다음과 같은 사항이 예상된다. 첫째, 물에서 수소를 만들이 위하여 어떠한 에너지원을 사용해야 하는 문제이다. 화석연료나 원 자력으로는 깨끗한 에너지시스템이라는 본래의 목적에 어긋난다. 그래서 태양에너지를 이용하는 것이 원칙이라고 생각한다. 둘째, 수소의 수송과 저축의 방법인데, 파이프라인이나 고압봄베와 같은 종래의 방법을 극복하는 혁신적인 금속수소화물법이 중요하다고 생각된다. 철 . 티탄합금, 란탄 . 니켈합금, 마그네슘 . 니켈합금 등은 합금 체적의 100배에 가까운 수소를 흡장할 수 있는 특성을 가지고 있다. 셋째, 수소에너지가 석유에 대체되기 위해서는 에너지를 수소로 변경함으로써 석유로는 불가능 했던 것이 가능해질 수 있는 이용법을 개발하는 일이다. 넷째, 수소를 2차 에너지로 사용함으로써 전력계층과의 협조체제가 확립되어 에너지원, 에너지 매체, 에너지이용의 협조적이며 유기적인 시스템이 가능해질 것으로 생각된다. 전력이 남아돌 때는 물분해로 수소를 만들어 저축하고 전력이 부족할 때는 연료전지를 사용하여 전력으로 바 꾼다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.35-44
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• 2015

This paper deals with the economic analysis of domestic fuel cell vehicles considering subsidy and hydrogen price in 2015 and 2025. We selected TFCV (Tucson fuel cell vehicle) and TDV (Tucson diesel vehicle) to identify the economic feasibility of fuel cell vehicles compared with conventional internal combustion engine vehicles. We made some sensitivity analysis by changing input factors such as the size of the subsidy, the hydrogen price and the discount rate. Also, we made a break-even point analysis on hydrogen prices that equalize the economic feasibility of TFCV and TDV in 2025. As a result, TFCV is not economical in 2015 due to the relatively high prices of hydrogen and vehicles. If the sale prices of TFCV are 30,000,000 won and 35,000,000 won in 2025, then the break-even points of hydrogen prices are equal to 7,483 won/kg and 5,043 won/kg.