• 제목/요약/키워드: 수소저장용기

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고체 수소를 이용한 군용 연료전지 차량

  • 이부윤
    • 기계저널
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    • 제44권1호
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    • pp.27-27
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    • 2004
  • 미국 국방부 소속 육군차량사업부(National A Automotive Center)는 대체에너지를 이용한 군용 차량 개발을 위해 Michigan 주 Rochester Hills에 위치한 E Energy Conversion Devices(ECD) 사와 일부 기술 개발 에 대한 기술 제휴를 한다고 발표했다. 국방부는 태양전 지와 수소를 연료로 사용하는 대체에너지 차량을 개발하 기 위해 ECD에 1단계 연구에 필요한 연구비를 지원했다. 이번 연구에는 연료전지를사용한차량개발을위해 5 500,$\omega$0달러가 투자되는데, Texaco Ovollic Hydrogen S Systems(TOHC)의 고체 휴대용 수소 연료와 채충천 (refueling) 시스탬이 주요 개발 목표로 설정됐다. ECD의 역할은 최근 개발된 Toyota Prius에 시범 적으로 장착된 저압 고체형 수소 저장 시스템의 기술을 군용 차량에 알맞게 전환시키는 것이다. TOHC와 ECD가 개발한 고체형 수소 보관 시스댐은 고압을 요구하는 연료전지 차량의 수소 저 장 시스템이 갖고 있는 많은 문제점들을 해결할 수 있을 것으로 기대되는 연료전지를 이용한 엔진 개발 중 최신 기술이다. 특히 전투 상황에서 차량이 폭발하기 쉬운 수소 저장 탱크를 장착한 채 전 장으로간다는 것은적에게 노출 될 경우자살과마찬가지인 치명적인 피해를 입을수 있다. 이 프로젝트의 개요를 살펴보면, 수소 저장 시스템은 적어도 약 lOkg의 수소를 적은 용적 내에 낮은 압력에서 안전하게 고체 상태로 저장할 수 있다. 이 고체 저장 용기는 하루에 두 번 1.7kg의 수소를 10분 이내에 재급유할 수 있다. 수소는대부분고압가스형태나저온액체 형태로보관된다. 기체나액체 형태의 수소는 연료전 지에 사용되기에는 적합하지 않은 점이 많다. Ovonie 수소 저장 방법은 수소를 저압 고체 형태 ( (metal hydride)로 보관하는 방법으로, 고압 기체나 저온 액체가 갖고 있는 많은 문제점들을 해결 할수있다. 그림을 참조하면 고체 형태의 수소 보관 방법이 다른 보관 방법에 비교해 단위 체적당 최고 6배 많은수소질량을보관할수 있다. 이 고체 형태의 보관방법은수소가적절한합금과평형 압력 이 상의 환경에 놓일 경우 합금에 홉착되는 현상을 이용하고 있다. 수소를 흡수한 합금은 새로운 특성 을 가진 metal hydride로 변하게 된다. 이 과정 에서 열이 부산물로 발생한다. 반대로 수소를 metal hydride로부터 분리시키기 위해서는 합금을 가열해야 한다.

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Type II 고압수소저장용기의 충전과 방출에 의한 권선 거동 관찰의 기계적 방법에 관한 연구 (A Study on the Mechanical Method of Observing Winding Behavior by Charging and Discharging of Type II High Pressure Hydrogen Storage Tank)

  • 김승환;한진목;이성희;정영관
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.158-163
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    • 2022
  • The test method on the Type II high-pressure hydrogen storage tanks made of the metal wire hoop winding is a complex and high risk. Also closeup on the tank being test is difficult. In this study, we studied a mechanical test method for a high-pressure hydrogen tanks. This method must be simple, risk-free and possible to observe the change in microscopic behavior of a metal wire on a liner. As the results, it was possible to observe the microscopic behavior on the metal wire by the mechanical test method. Also, a simple and risk-free test was possible compared to the conventional test method for high pressure hydrogen tanks.

수소저항합금을 이용한 150ℓ급 수소저장용기의 제작과 특성에 관한 연구 (Fabrication and Characteristics of 150ℓ Class Hydrogen Tank Using Hydrogen Storage Alloy)

  • 강길구;강세선;권호영;이임렬
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.110-118
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    • 2002
  • The hydrogen storage vessel having a good heat conductivity along with a simple structure and a low cost for these alloys was designed and manufactured, and then its characteristic properties were studied in this study. The various parts in hydrogen storage vessel consisted of copper pipes and stainless steel of 250 mesh reached the setting temperature after 4~5 minutes, which indicated that storage vessel had a good heat conductivity that was required in application. And also the storage vessel had a good property of hydrogen transport considering that the reaction time between hydrogen and rare-earth metal alloys in storage vessel was found to be within 10 min at $18^{\circ}C$ under 10 atmospheric pressure. It showed that the average capacity of discharged hydrogen volume was found to be $120{\ell}$ for $MmNi_{4.5}Mn_{0.5}$ under discharging conditions of $40^{\circ}C{\sim}80^{\circ}C$ at a constant flow rate of $5{\ell}$/min. It was found that the optimum discharging temperature for obtaining an appropriate pressure of 3atm was determined to be $60^{\circ}C$ for $MmNi_{4.5}Mn_{0.5}$ hydrogen storage alloy.

다층단열재와 증기냉각쉴드를 사용한 액체수소 저장용기의 열해석 (Thermal Analysis of a Liquid Hydrogen Vessel with Multi-Layer-Insulation and Vapor-Cooled Shield)

  • 정일권;강병하
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.284-289
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    • 2005
  • Thermal analysis of cryogenic-capable vessels with insulations have been carried out to store liquid hydrogen($LH_2$). The combined insulations of MLI(Multi-Layer Insulation) and VCS(Vapor-Cooled Shield) under high vacuum are considered in the analysis for various volumes of vessels. Vapor-Cooled Shields(VCS) are installed at cylinder wall as well as disc side of the $LH_2$ vessels. The results indicate that optimal distribution of boiloff vapor from $LH_2$ vessel into two sides of VCS exists based on the evaporation loss. As the volume of $LH_2$ vessel is increased, mass flow rate of boiloff is increased while the evaporation loss per unit volume is decreased.

연료전지 차량용 고압기체수소 저장용기(Type4)개발;설계검증시험 (Development of the High Pressure Hydrogen Gas Cylinder(Type4) for Fuel Cell Vehicle;Design Qualification Tests)

  • 유계형;주용선;허석봉;전상진;김종열;이중희
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.193-196
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    • 2007
  • We developed and tested the high pressure hydrogen gas cylinder(type4) for fuel cell vehicle. The working pressure is 350bar. We conducted material tests, production tests and design qualification tests on the developed cylinders according to modified NGV2-2000(hydrogen). The high pressure hydrogen gas cylinder met all the design qualification requirements of ANSI/CSA NGV2-2000 and acquired NGV2 certification from independent inspection agency.

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액체수소 사고피해 완화기술에 대한 연구 (A Study on Mitigating Accidents for Liquid Hydrogen)

  • 조영도;김진준
    • 한국가스학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.29-33
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    • 2012
  • 이 연구에서는 최근의 액체수소안전관련 연구현황을 간략히 살펴보고자 한다. 액체수소 저장용기가 파손되어 액체수소가 누출될 수 있다. 누출된 액체수소는 풀을 형성하고 증발하여 수소증기 운을 형성한 뒤 증기운 폭발이 일어날 수 있다. 액체수소를 저장하고 있는 용기가 외부로부터 유입되는 열에 의하여 증발하는 가스를 처리하지 못할 경우에는 BLEVE가 발생할 수 있다. 압축된 수소가스가 있는 시설에서는 수소누출에 의한 제트화제가 발생하고 지연점화에 의하여 개방공간에서 플래시 화재 및 폭발이 발생할 수 있다. 이러한 여러 가지 사건에 대하여 최근의 기술개발과 향후연구개발 방향에 대하여 간략히 살펴보았다.

냉각 실린더의 수평 거리가 저장 용기 내부의 기체 수소 자연대류 현상에 미치는 영향 (Effect of Horizontal Distance of Cold Cylinders on Natural Convection of Gaseous Hydrogen in a Physical Storage Container)

  • 서영민;노현우;하동우;구태형;고락길
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.274-282
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    • 2023
  • This study conducted direct numerical simulations of the natural convection phenomena of gaseous hydrogen in a physical storage container containing four circular cylinders. Rayleigh numbers (Ra) in the range of 104≤Ra≤106 and a Prandtl number (Pr)=0.69 (gaseous hydrogen) were considered. The main parameter is a horizontal distance of four circular cylinders and the values of εh=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, and 0.5 are considered. The flow and thermal structures and corresponding heat transfer characteristics are investigated with respect to the transition of the flow regime. The time- and surface-averaged Nusselt number on the cylinder surface and the wall of physical storage container increased by about 57% and 69% according to the Ra and εh, respectively. Thus, the horizontal distance has an influence on the heat transfer characteristics on natural convection of gaseous hydrogen.