• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.26 no.3
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• pp.38-44
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• 2022

As the supply of hydrogen charging stations for hydrogen supply accelerates due to the hydrogen economy revitalization policy, the risk of accidents is also increasing. Since most hydrogen explosion accidents lead to major accidents, it is very important to secure safety when using hydrogen energy. In order to utilize hydrogen energy, it is essential to secure the safety of hydrogen storage containers used for production, storage, and transportation of liquid hydrogen. In this paper, in order to evaluate the structural safety of a hydrogen-filled pressure vessel, the behavioral characteristics of gas pressure were analyzed by finite element analysis. SA-372 Grade J / Class 70 was used for the material of the pressure vessel, and a hexahedral mesh was applied in the analysis model considering only the 1/4 shape because the pressure vessel is axisymmetric. A finite element analysis was performed at the maximum pressure using a hydrogen gas pressure vessel, and the von Mises stress, deformation, and strain energy density of the vessel were observed.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.19 no.11
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• pp.1-7
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• 2020

Recently, hydrogen has gained considerable attention as an eco-friendly fuel, which helps in reducing carbon dioxide content. Specifically, there is a growing interest in vehicles powered by a hydrogen fuel cell, which is spotlighted as an environmental-friendly alternative. A hydrogen transport system, fuel cell system, fuel supply system, power management system, and hydrogen storage system are key parts of a hydrogen fuel cell truck. In this study, a hydrogen storage system is built and analyzed. The expansion length of the storage vessel at maximum operating pressure (87.5 MPa) was calculated with ABAQUS, and then the optimized system was designed and built. The leak and bubble tests were performed on the built storage system. The leakage of the system was measured to be under 5 cc/hr. Hence, it can be used as a research test for the safety evaluation of leading systems of hydrogen fuel-powered commercial vehicles.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.31 no.6
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• pp.605-613
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• 2020

In July and October of this year, the government announced the 'Green new deal plan within the Korean new deal policy' and 'Strategies for proliferation of future vehicles and market preoccupation'. And, in response to changes in the global climate agreement, it has decided to expand green mobility such as electric vehicles and hydrogen electric vehicles with the aim of a "net-zero" society. Accordingly, the goal is to build 310 hydrogen refueling stations along with the supply of 60,000 hydrogen vehicles in 2022, and the hydrogen infrastructure is being expanded. however, it is difficult to secure hydrogen infrastructure due to expensive construction costs and difficulty the selection of a site. In Korea, it is possible to build a mobile hydrogen station according to the safety standards covering special case of the Ministry of Industry. Since the mobile hydrogen station can be charged while moving between authorized place, it has the advantage of being able to meet a large number of demands with only one hydrogen refueling station, so it is proposed as a model suitable for the early market of hydrogen infrastructure. This study demonstrates the establishment of a hydrogen refueling station by deriving a virtual accident scenario for leakage and catastrupture for each facility for the risk factors in a mobile hydrogen station, and performing a quantitative risk assessment through the derived scenario. Through the virtual accident scenario, direction of demonstration and implications for the construction of a mobile hydrogen refueling station were derived.

• Journal of Energy Engineering
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• v.26 no.4
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• pp.1-6
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• 2017

This study evaluated hydrogen effect of metal and non-metallic materials used in the hydrogen blended natural gas vehicle. Hydrogen penetrated concentration of 34Cr-Mo steel(850MPa tensile strength) for winter driving conditions was measured 0.0018ppm and summer driving conditions was 5.3ppm. The critical hydrogen concentration of high strength metal used in this study was measured 1.03ppm by CLT. Therefore, 34CrMo steel cas cause problems in the 30% HCNG(25MPa) environment. In case of the test for non-metallic materials, all materials met the criteria of the gas resistance test, but Fluorocarbon Rubber material had a significant change in the volume. So if it is used, extra care is needed.

• 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.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.16 no.4
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• pp.43-49
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• 2008

Objective of this study was to monitor the hydrogen sulfide production rate and concentration in anaerobic co-digestion of swine manure and food waste for biogas production in order to alternate the petroleum based energy. Anaerobic co-digestion for biogas production was performed in serum bottles at 2% volatile solids (VS) concentration and various mixing ratios of two substrates(swine manure: food waste = 100:0 ~ 0:100). Although hydrogen sulfide production rates were varied with digestion periods at different treatments, it was observed that hydrogen sulfide produced in the swine manure alone was lower at 2.4 fold than that of food waste. For effects of hydrogen sulfide concentration in the different mixing ratios of swine manure to food waste, the higher food waste ratio the higher hydrogen sulfide concentration. Also its average concentrations were varied from 0.1452% in the swine waste only to 0.3420% in the food waste alone. For the composition ratio of bio-gas in their anaerobic co-digestion, it appeared that there was 53.2% of $CH_4$, 23.9% of $CO_2$, 0.3% of $H_2S$ and 22.7% of miscellaneous gases including moisture.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.11
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• pp.1088-1094
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• 1999

본 연구에서는 rf PECVD(13.56MHz)법을 이용하여 $CH_4$가스에 소량의 보조가스($O_2$와 $N_2$)를 혼합하여 a-C:H 박막을 얻었다. 이렇게 얻어진 박막의 증착속도는 rf power 증가에 따라서 증가하다가 200W에서는 다시 감소하였으며, 산소와 질소가스의 유량이 증가함에 따라 감소하였다. FT-IR분석으로 계산된 박막내의 수소함량은 rf power 증가와 산소 및 질소첨가량의 증가에 따라 감소하였다. 산소가스 첨가 시에는 C=O 결합이 생성되며, 질소가스 첨가 시에는 C=N 결합이 생성됨을 FT-IR 분석을 통하여 알 수 있었다. 이와 같이 산소와 질소를 보조가스로 첨가할 경우에 스퍼터링 효과로 박막내의 수소함량 감소와 더불어 a-C:H 박막의 구조 변화를 일으킬 수 있을 것으로 생각된다. Raman 분석결과 산소와 질소를 첨가함에 따라서 I(sub)D/I(sub)G비가 증가하였고, D line과 G line의 위치가 높은 파수 쪽으로 이동하였으며, D line의 폭은 넓어지는 반면에 G line의 폭은 감소됨을 보였다. 이것은 산소와 질소의 첨가로 박막내의 수소함량 감소, 결합각의 disorder 감소 및 micro-crystallite 흑연의 형성에 의한 것이라고 판단된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.1
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• pp.1-6
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• 2020

Hydrogen production from biogas has received consistent attention due to the great potential to solve simultaneously the issues of energy demands and environmental problems. Practically, biomethane produced by purification/upgrading of biogas can be a good alternative to the natural gas which is a main reactant for a steam methane reforming process. Judging from the economic and environmental impacts, however, the steam biogas and dry reforming are considered to be more effective routes for hydrogen production because both processes do not require the carbon dioxide elimination step. Herein, we highlight recent studies of hydrogen production via reforming processes using biogas and effective applications for earlier commercialization.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.75-78
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• 2007

천연가스의 수증기 및 이산화탄소 복합 개질은 탄화수소화합물과 이산화탄소를 원료로 사용하여 수소를 생산하는 공정으로, 온실가스로 지목되고 있는 주요 화합물을 수소와 일산화탄소 혼합 가스로 전환시켜 합성 반응 또는 연료전지에 사용할 수 있도록 해준다. 본 연구에서는 $MgAl_2O_4$를 지지체로 하는 니켈계 촉매를 제조하여 수증기 및 이산화탄소 복합 개질 반응에 사용하였으며, 기존의 수증기 개질촉매 적용 시 문제가 되었던 탄소 침적에 의한 촉매 비활성화를 피할 수 있었다. 개발된 촉매 레시피를 바탕으로 펠릿 촉매를 제조하여 0.1 bpd규모의 Fischer-Tropsch 합성 반응에 적용 가능한 튜브형 반응기에 적용하여 수증기 및 이산화탄소 복합 개질 반응을 실시하였으며, 반응기의 온도 구배, 가스 조성 변화를 관찰하였다. 반응 조건에 따른 촉매 및 반응기의 성능 최적화를 실시하여 최적 촉매 및 반응기 성능을 모색하고자 하였다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.25 no.4
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• pp.57-62
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• 2021

In this study, risk assessment was conducted in case of leakage of storage facilities (tube trailer) using the HyKoRAM program developed through international joint research. The high-pressure gas facilities in the hydrogen filling station are divided into four main categories: storage facilities (tube trailers), processing facilities (compressors), compressed gas facilities, and filling facilities (dispensers). Among them, the design specifications of the tube trailer, which is a storage facility, and the surrounding environmental conditions were reflected to construct an accident scenario with previously occurring accidents and potential accidents. Through this, we identify the risks of storage facilities at hydrogen refueling stations and suggest measures to improve the safety of hydrogen charging stations.