• Journal of Energy Engineering
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• v.15 no.2 s.46
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• pp.127-137
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• 2006

To resolve the environmental and economics problems of fossil fuel energy, a hydrogen economy is promoted in many developed countries. Massive production of hydrogen using a nuclear power is a practical way to feed fuel required for the hydrogen economy. The author introduces a very high temperature reactor and its development status. He also reviews recent achievements and directions of research in hydrogen production process, such as sulfur-iodine thermochemical cycle, sulfur hybrid cycle, and high temperature electrolysis.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.44 no.4
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• pp.283-290
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• 2020

BOG (Boil Off Gas) generation is unavoidable in the liquefied hydrogen carrier, and proper measures are necessary to prevent pressure problems inside the cargo tank. The BOG can be used as propulsion fuel for ships, and the remaining parts used for propulsion must be effectively managed, such as in the form of reliquefying or burning. This study proposes an BOG reliquefaction system optimized for a 160,000 m3 liquefied hydrogen carrier with a hydrogen propulsion system. The system comprises a hydrogen compression and helium refrigerant section, and increases the efficiency by effectively using the cold energy of the BOG discharged from the cargo tank. In this study, the system was evaluated through the exergy efficiency and SEC (Specific Energy Consumption) analysis according to the rate of the reliquefaction of the BOG while the hydrogen BOG with a supply temperature of -220℃ entered the reliquefaction system. As a result, it showed SEC of 4.11 kWh/kgLH2 and exergy efficiency of 60.1% at the rate of reliquefaction of 20%. And the parametric study of the effects of varying the hydrogen compression pressure, inlet temperature of the hydrogen expander, and the feed hydrogen temperature was conducted.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.15 no.2
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• pp.9-14
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• 2011

A set of test was conducted on a SA-372 steel for CNG storage tank to study the effect of hydrogen embrittlement. Tensile tests were carried out several conditions such as CNG, HCNG and H2 gas environment including air and Ar under the 35 MPa. Also, the test speed was set at 4*10^-4/s and 4*10^-5/s respectively. To maintain the high pressure for environmental gas during test process, we chose MTS which was installed autoclave. Test results showed that tensile stress, elongation rate and cross sectional contraction under Ar and CNG charging condition were similar to that of reference of air. And there was little bit change with test speed variations. However, hydrogen added conditions such as HCNG and H2 were revealed noticeable change in elongation rate and cross sectional contraction. Tensile stress was still uniform for all conditions. From the results, the effect of hydrogen embrittlement was confirmed on the hydrogen enriched conditions. Also its effect was showed more strong with much hydrogen concentration and slower test speed.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.26 no.6
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• pp.16-23
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• 2022

In this study, characteristics of effect on hydrogen gas was investigated to hydrogen embrittlement by disk and tensile tests. The developed and commercial alloy was fabricated to a plate material made from an alloy ingot. The prepared materials were processed in the form of a disk to measure rupture pressure by hydrogen and helium gas at a rate of 0.1 to 1,000 bar/min. In the hydrogen pre-charged tensile test, a specimen was hydrogenated using an anode charging method, and the yield strength, ultimate tensile strength, elongation, and reduction in area rate were carried by a strain rate test. Also, the microstructure was observed to the fracture surface of the tensile test specimen. As a result, the developed materials satisfied endurable hydrogen embrittlement, and the fractured surface showed a brittleness fracture surface with a depth of several ㎛, but dimple due to ductile fracture could be observed.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.27 no.3
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• pp.77-83
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• 2023

Energy consumption is increased by rapid industrialization. As a result, climate change is accelerating due to the increase in CO₂ concentration in the atmosphere. Therefore, a shift in the energy paradigm is required. Hydrogen is in the spotlight as a part of that. Currently 95% of hydrogen is fossil fuel-based reforming hydrogen which is accompanied by CO₂ emissions. This is called gray hydrogen, if the CO₂ is captured and emission of CO₂ is reduced, it can be converted into blue hydrogen. There are 3 technologies to capture CO₂: absorption, adsorption and membrane technology. In order to select CO₂ capture technology, the analysis of the exhaust gas should be carried out. The concentration of CO₂ in the flue gas from the hydrogen production process is higher than 20%if water is removed as well as the emission scale is classified as small and medium. So, the application of the membrane technology is more advantageous than the absorption. In addition, if LNG cold energy can be used for low temperature CO₂ capture system, the CO₂/N₂ selectivity of the membrane is higher than room temperature CO₂ capture and enabling an efficient CO₂ capture process. In this study, we will analyze the flue gas from hydrogen production process and discuss suitable CO₂ capture technology for it.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.51 no.2
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• pp.1-6
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• 2009

Acetogen과 같은 일부 혐기성미생물은 소위 acetyl-CoA 경로에 의해 아세트산, 에탄올, 그리고 몇 가지 생화학 물질을 생산한다. 이 경로에서는 일산화탄소를 기질로 이용할 수 있다. 일산화탄소 이외에 수소가 이용될 수 있다. 즉 이들 미생물은 독립영양생물로서 이산화탄소와 태양광에너지를 이용하는 녹색식물과 비유될 수 있으며, 일산화탄소는 탄소원으로서 동시에 에너지원으로서 이용된다. 본 연구에서는 혐기성 소화액 중 아세트산을 생성하는 미생물이 존재한다고 가정하고, 일산화탄소와 수소가 주 가연성분인 합성가스를 공급하면 추가의 메탄이 생성가능성을 평가하였다. 혐기성 소화과정에서 발생되는 메탄은 주로 아세트산으로부터 만들어지므로 일산화탄소를 공급하는 경우 추가로 메탄이 생성될 것으로 추측할 수 있기 때문이다. 이를 확인하기 위하여 현재 운영중인 바이오가스 생산 설비로부터 얻은 혐기성 소화액을 생물반응조에 넣은 후, 합성가스를 순환-공급하여 가스 생산량의 변화 및 조성을 분석하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 일산화탄소만을 공급했을 때에는 이산화탄소의 생성으로 가스 생산량이 증가하였으나, 수소가 포함된 합성가스를 공급하였을 때에는 이산화탄소가 탄소원이로 소비되어 가스 저장도 내의 가스량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 가스화공정에 으해 얻어지는 합성가스는 온도와 가스 조성을 고러할 때, 바이오가스 생산을 위한 혐기성 소화조와 연계하면 소화조의 가온에 필요한 열을 공급할 수 있고 바이오가스 중 이산화탄소 농도를 낮추어 발열량을 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

• Transactions of the KSME C: Technology and Education
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• v.3 no.4
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• pp.299-305
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• 2015

Nuclear hydrogen production technology is being developed for the future energy supply system. The sulfur-iodine thermo-chemical hydrogen production process directly splits water by using of the heat generated from very high temperature gas-cooled reactor, a typical Generation IV nuclear system. Nuclear hydrogen key technologies are composed of VHTR simulation technology at elevated temperature, computational tools, TRISO fuel, and sulfur iodine hydrogen production technology. Key technology for nuclear hydrogen production system were developed and demonstrated in a laboratory scale test facility. Technical challenges for the commercial hydrogen production system were discussed.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.17 no.5
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• pp.15-21
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• 2013

This study evaluated comparison of the risk according to the type of fuel by three-dimensional simulation tool(FLACS). The consequence analysis of fire explosion and jet-fire was carried out in the layout of a typical high-pressure gas filling stations using CNG, hydrogen and 30%HCNG. Under the same conditions, hydrogen had a 30kPa maximum overpressure, CNG had a 0.4kPa and HCNG had a 3.5kPa. HCNG overpressure was 7.75 times higher than the CNG measurement, but HCNG overpressure was only 11.7% compared to hydrogen. In case of flame propagation, hydrogen had a very fast propagation characteristics. On the other hand, CNG and HCNG flame propagation velocity and distance tended to be relatively safe in comparison to hydrogen. The estimated flame boundary distance by jet-fire of hydrogen was a 5.5m, CNG was a 3.4m and HCNG was a 3.9m.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.26.1-26.1
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• 2009

최근 반도체 세정에 있어서 지난 40년 동안 지속적으로 사용되고 있는 알칼라인 기반의 RCA 세정법은 많은 초순수 및 화학액 소모량과 세정시 불필요한 박막의 손실, 환경적인 문제로 인하여 이를 대체하고자 하는 새로운 새정액 및 세정 방법에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 특히 초순수에 가스를 혼합하여 메가소닉을 이용한 기능수 세정은 기존 RCA 세정액의 문제점들을 해결하기 위한 세정액으로 최근 반도체 제조 공정 뿐만 아니라 Photo mask, FPD 세정 공정에서 널리 이용되고 있다. 하지만 기능수에 대한 기초적인 특성 연구와 메가소닉에 의한 세정력 변화에 대한 연구는 부족한 상태이다. 본 연구에서는 고순도의 수소가스(99.999%)를 가스 접촉기, pHasorII (Entigris, USA) 와 순환 속도의 조절이 가능한 펌프, BPS-3 (Levitronix, USA) 를 이용하여 지속적으로 초순수와 수소가스를 혼합하는 방법으로 수소수를 제조하였으며, 용존 수소 농도계, DHDI-1 (TOA-DKK, Japan)으로 수소수의 농도를 확인하였다. 0.1 MPa 압력과, 3 LPM의 수소가스 유출속도에서 최대 2.0 ppm의 수소수를 얻을 수 있었으며, 수소수의 기초 특성을 평가하기 위하여 수소 농도 변화에 따른 pH, 표면 에너지를 측정하였다. 또한 압력 변화에 따른 반감기를 측정하여 bath형태의 세정기에서 적용 가능성을 평가하였다. 수소수의 세정력은 $Si_3N_4$ 입자가 임의로 오염된 실리콘 웨이퍼를 이용하여 bath 및 매엽식 세정기에서 수소수 농도와 메가소닉 형태 및 첨가제 변화에 따른 세정효율을 기존의 SC-1 세정액과 각각 비교 평가하였다. 기능수 발생장치에서 압력이 제거된 상태에서는 평균 20분의 반감기를 갖는 것이 관찰되었고, 압력이 유지된 상태에서는 수소수의 농도가 유지되는 것을 확인하였으며, pH의 경우 수소수의 농도가 점차 증가함에 따라 감소하여 2.0 ppm의 농도에서 pH 5.3정도의 값을 나타내었다. 표면 장력은 초순수와 비교했을 때 큰 변화가 없음을 확인할 수 있었다. Bath 형태의 세정기에서 메가소닉을 인가하여 수소수의 세정효율을 측정한 결과, 같은 조건에서 실험한 초순수와는 비슷하며, SC-1보다는 낮은 세정효율이 측정되었다. 반면 매엽식 세정기에서 동등한 조건의 실험을 실시한 결과, 수소수 세정에서 첨가제에 의한 영향으로 SC-1을 대체할 수 있는 높은 입자 제거효율을 가짐을 확인할 수 있었다.

• 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 $^{