• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.112.2-112.2
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• 2010

지구의 온난화로 인한 기상변화 등이 계속적으로 발생하는 가운데 전 세계는 지구 온난화의 가장 근본적인 원인인 이산화탄소의 방출을 줄이기 위한 방안을 찾기 위해 많은 노력을 하고 있다. 이에 대해 전 세계적으로 각종의 기후협약 체결, 리우선언, 도쿄의정서 등을 통해 온실가스 배출원인인 석유 등 화석에너지 배출을 억제하기 위한 활동이 행해지고 있으며, 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지를 발견하기 위한 연구개발에도 박차를 가하고 있다. 이러한 계속적인 연구개발에서, 세계의 국가들은 친환경 에너지인 태양열, 풍력, 지열 및 수소에너지와 같이 화석연료를 대체할 수 있는 다양한 에너지를 조사하고 개발해왔고 현재도 가장 적합한 에너지 자원을 찾기 위하여 노력 중에 있다. 최근에, 수많은 대체에너지 중 수소 에너지는 유해배출가스가 없기 때문에 가장 유망한 대안이라고 판단되어 전 세계가 수소에너지 연구개발에 주목하고 있다. 이러한 수소에너지를 교통수단에 적용하기 위하여 전 세계적으로 안전성 및 기술 확보를 위한 기술개발과 안전기준의 확립하기 위해 노력하고 있다. 현재 기술적으로 수소를 자동차용 연료로 사용하기 위해서는 수소를 액체 상태 및 압축 상태로 저장하는 것이다. 두 가지 저장방법 중 세계 대부분의 자동차 메이커들은 수소를 압축하는 방식을 채택하고 있으며, 자동차의 주행거리를 최대한 확보하기 위하여 수소가스를 고압으로 압축한 상태로 저장하는 방식을 사용하고 있다. 이에 따라 고압의 수소를 안전하게 저장할 수 있는 고압수소용기의 개발이 필요하다. 수소연료전지 자동차에 장착이 가능한 고압으로 압축된 수소를 저장할 수 있고, 자동차에 탑재할 수 있도록 적합한 크기의 가벼운 용기의 개발이 진행되어지고 있다. 자동차용 용기는 크게 4가지 타입으로 구분지어 진다. 현재는 4가지 타입의 압축용기 중 안전성과 중량을 만족시키기 위해 Type3와 Type4 형태의 용기가 수소자동차에 시범적으로 적용되어 운용되고 있다. 또한 고압수소용기의 신뢰성과 안전성을 확보하기 위한 기준 및 코드가 국 내외에서 연구 개발되고 있다. 본 연구에서는 수소연료전지자동차에 장착되는 고압수소용기의 국제기준 동향에 따른 국내의 차량용 고압수소용기를 위한 KGS 안전기준의 개발현황과 개발방향을 제시하고자 한다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.21 no.6
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• pp.306-317
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• 2021

With a global shift from carbon economy towards hydrogen economy, leading countries such as the U.S., Europe, China, and Japan are focusing their research capabilities on hydrogen research and development(R&D) by announcing various hydrogen economy policies. South Korea also has been following this global trend by announcing hydrogen economy roadmap in January 2019 and legislating hydrogen economy related law. In this paper, we tried to figure out the national R&D trend of Fuel Cell Electric Vehicle(FCEV) and its knowledge structure by using recent 10-year project data of National Technology and Information Service(NTIS). We collected 1,479 FCEV-related projects and conducted text mining and network analysis. According to the analysis, FCEV-related R&D has been actively carried out over the entire process of hydrogen production, transport, storage, and utilization. Furthermore, the paper provides insights into the government's policy agenda building and market strategy on the hydrogen economy.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2004.06a
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• pp.129-134
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• 2004

문헌 연구를 통해 최적의 수소저장물질의서 수소저장 효율, 물질의 안정성 및 경제성이 우수한 나트륨붕소수소화물($NaBH_4$, sodium borohydride)을 선정하여, 소형연료전지용 수소저장시스템에 대한 다양한 특성을 조사하였다. $NaBH_4$의 기초 물성 조사를 위해 수소 발생 능력, 용해도, 수소 비발생 등의 실험을 수행하였으며 다양한 촉매의 특성비교는 물론 수소저장시스템의 설계시 핵심적으로 고려할 수 있는 Key factor의 특성을 파악하였다.

• Journal of the KSME
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• v.44 no.1
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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.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.4
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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.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.29 no.5
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• pp.528-532
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• 2007

The generation of high-purity hydrogen from hydrocarbon fuels is essential for efficient operation of fuel cell. In general, most feasible strategies to generate hydrogen from hydrocarbon fuels consist of a reforming step to generate a mixture of $H_2$, CO, $CO_2$ and $H_2O$(steam) followed by water gas shift(WGS) and CO clean-up steps. The WGS reaction that shifts CO to $CO_2$ and simultaneously produces another mole of $H_2$ was carried out in a two-stage catalytic conversion process involving a high temperature shift(HTS) and a low temperature shift(LTS). In the WGS operation, gas emerges from the reformer is taken through a high temperature shift catalyst to reduce the CO concentration to about $3\sim4%$ followed to about 0.5% via a low temperature shift catalyst. The WGS reactor was designed and tested in this study to produce hydrogen-rich gas with CO to less than 0.5%.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.20 no.4
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• pp.331-336
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• 2009

수소가 Pt/$MoO_3$로 흡장되는 현상을 XRD, TEM, CO 화학흡착 분석방법을 사용하여 조사하였다. 소성과정은 Pt/$MoO_3$ 촉매의 Chlorine 함유량을 감소하며 박막을 형성하였다. 소성전과 비교하여 수소 흡장량은 소성 후에 증가하였다. Orthorhombic Pt/$MoO_3$은 Hexagonal Pt/$MoO_3$보다 항상 수소 흡장량이 증가하였다. 상대적으로 Hexagonal Pt/$MoO_3$에서 수소 흡장량이 감소하는 이유는 Hexagonal 결정격자 내에 존재하는 $NH_4^+$ 이온에 기인하는 것으로 판단된다. 결정격자 내부로의 수소 침투시 암모니움 이온이 수소내부 기공에 장애물 역할을 하므로, 수소 흡장량이 감소하는 것으로 판단된다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.20 no.1
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• pp.73-78
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• 2009

투과 전자 현미경(TEM)을 사용하여 소성 후 Pt와 $MoO_3$ 표면 위에 $MoO_x$ 박막층이 형성되는 것을 조사하였다. 연속된 CO 화학 흡착법에 의하여 표면된 노출된 Pt 표면적의 변화를 관찰하였으며, XPS 분석으로 부터 Pt 표면에 형성된 $MoO_x$ 박막층 두께는 소성 온도 증가에 따라 증가하는 것으로 측정되었다. 소성 과정은 Pt와 $MoO_3$ 간에 개선된 접촉을 유도하였으며, Pt/$MoO_3$ 촉매에서 수소전이현상을 조절하는 것으로 나타난다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.225.2-225.2
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• 2010

전 세계는 온실 가스의 방출을 줄이기 위하여 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 에너지를 찾기 위해 연구개발에 박차를 가하고 있다. 이러한 계속적인 연구에서, 전 세계의 국가들은 태양열, 풍력, 지열 및 수소에너지와 같이 화석연료를 대체할 다양한 가스를 조사해왔다. 대체에너지 중 수소 연료는 실제로 배출가스가 없기 때문에 가장 유망한 대안이라고 할 수 있다. 연료전지자동차용 연료로 수소를 사용하기 위해서는 저장합금, 액체 및 압축 상태로 저장할 수 있다. 이 중 세계 대부분의 자동차 메이커 들은 수소를 압축하는 방식을 채택하고 있으며, 주행거리를 확보하기 위하여 고압상태로 수소가스를 저장하는 방식을 사용한다. 수소연료전지 자동차용으로 고압의 수소를 저장할 수 있고, 자동차에 탑재할 수 있도록 가벼운 용기의 개발이 진행되고 있다. 이 중 Type3와 Type4 형태의 용기가 시범적으로 적용되고 있으며, 이러한 용기의 안전성을 확보하기 위한 기준들이 국 내외에서 개발되고 있다. 현재 국제기준 중 UN ECE의 WG.29에서 선진국들을 중심으로 수소연료전지 자동차용 용기의 안전성 평가를 위한 기준을 개발하고 있다. 본 연구에서는 ISO. 15869의 기술기준에 대한 안전성 분석과 미국의 SAE J2579의 기술 보고서에서 제시한 새로운 개념의 안전성 평가 기법을 기준으로 제정되고 있는 UN ECE WG.29의 draft초안을 비교하고, 향후 수소연료전지 자동차용 용기를 위한 국내기준의 방향을 제시하고자 한다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.4
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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.