• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권3호
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• pp.331-343
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• 2005

연료전지와 수소를 사용하는 연료전지 자동차의 상용화를 위해서는 수소 공급용 수소 스테이션(hydrogen station)의 개발이 중요한 핵심 기반기술이다. 일반적으로 수소 스테이션은 탈황반응, 개질반응(reforming), 수성가스전환(WGS) 반응 및 수소분리(PSA) 장치로 구성된 수소제조 공정과 압축, 저장 및 분배 장치로 구성된 후처리(post-treatment) 공정으로 구성되어 있다. 본 총설에서는 수소 경제(hydrogen economy) 사회로의 진입을 위해 국내외에서 연구개발 중인 수소 스테이션에 대한 연구 개발 동향과 전망을 고찰하였다. 그리고 향후 풍력 및 태양열 등 재생 가능 에너지(renewable energy)원으로부터 물의 분해에 의한 수소제조 기술이 확립되기 전까지는 화석연료의 개질 반응이 수소를 제조하는 핵심기술이 될 것으로 판단된다. 따라서 화석연료의 탈황반응, 화석연료의 개질 반응에 의한 수소제조, CO 농도 저감을 위한 수성가스 전환반응 및 수소의 분리기술 등 수소 스테이션의 상용화에 필수적인 단위공정개발에 대한 최근의 연구동향을 정리하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권3호
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• pp.1-18
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• 2022

수소 경제 시대의 도래로 인해 수소 운송, 저장을 하기 위해 다양한 연구들이 진행되고 있으며, 그로 인한 수소 폭발의 위험성이 대두되고 있다. 수소 에너지와 관련된 최신 기술 현황을 파악하기 위하여 국내외 다양한 수소 에너지와 관련된 전체적인 연구동향을 파악하는 것이 필요하다. 이와 관련하여 본 논문에서는 국제 학술지에서 게재된 전체 논문을 대상으로 VOSViewer를 이용한 계량서지분석을 실시하였다. 수소 폭발, 수소 파이프라인, 수소 저장의 시기별 핵심단어 분석 결과, 수치해석 시뮬레이션을 활용한 논문들이 많이 게재되고 있었으며, 2000-2010년에 비해 2011-2022년에는 수소 저장, 수소 파이프라인 연구 분야에서 안전성과 수소 폭발에 대한 연구가 더욱 더 많이 진행되고 있었음을 알 수 있다.

• 에너지공학
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• 제13권1호
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• pp.1-11
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• 2004

가스화기술은 전세계적으로 수소에너지 사회로 진입하는 과정에서 필요한 대량수소 공급체계를 구축하는데 중단기적으로 필요한 기술이다. 장기적으로는 풍력이나 태양광과 같은 순수한 재생가능에너지에 기반한 수소공급 체계로 발전될 것이나, 향후 10-20년간 대량수순 제조가 필요하다면 경제성이 있는 기술을 $CO_2$ 발생이 최소화되면서 효율도 높은 기술로 발전시켜 적용하는 방향으로 진행될 것이다. 특히, 국내에서는 천연가스, 석탄, 중질잔사유, 폐기물, 바이오매스 등의 원료로부터 출발한 수소제조가 경제적인 측면에서 유리하므로 최소한 중단기적으로는 활용될 것으로 보인다 수소에너지 이슈가 부각되는 배경중의 하나가 기후변화협약에 대응한 $CO_2$저감의 필요성이므로, 이들 중단기적으로 활용될 원료들의 수소제조기술들은 반드시 $CO_2$저감이 가능한 기술로서 개발되어야 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.745-748
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• 2009

수소는 지구상에 풍부하게 존재하는 원소로 최근 수소경제시대에 대한 기대와 함께 청정 에너지 carrier로 주목받고 있다. 본 연구에서는 고순도 수소 생산을 위해 water gas shift (WGS) 반응과 $CO_2$의 분리를 하나의 unit operation의 형태로 수행하는 신개념의 thermal swing sorption enhanced reaction (TSSER) 공정의 타당성을 테스트하는데 목적을 두고 있다. Le Chatelier 원리를 기본으로 하는 흡착분리 동시 반응 (sorption enhanced reaction, SER)에서는 수소생산 반응의 열역학적 한계를 극복할 수 있고 정반응의 속도를 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 $K_2CO_3$가 첨가된 hydrotalcite에 대한 고온에서의 $CO_2$ 화학흡착 평형 및 거동 데이터를 실험을 통하여 측정하였다. 또한 WGS 상용촉매와 화학 흡착제를 이용하여 흡착분리 동시 반응을 실험과 수치해석 시뮬레이션으로 수행하였고, 연구결과로부터 연료전지에 사용할 수 있는 고순도의 수소 (~10 ppm CO)를 직접 생산할 수 있으며, 동시에 고압상태의 $CO_2$를 고순도로 포집할 수 있음을 확인할 수 있었다. 고압, 고순도의 $CO_2$ 포집은 이후 $CO_2$ 저장에 용이하게 이용되어 온실가스 저감에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.71-82
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• 2016

A fuel cell electric vehicle (FCEV) could be an alternative solution to gasoline powered vehicles. The Korean and Japanese governments have played the midwifery role in the development of the FCEV industry. This study explores the difference in policy goals for FCEV between the two countries. Koreans recognized that FCEV was innovative technology and put forward the notion of technology pre-occupancy. Whereas, the Japanese government discovered that FCEV was one way to apply hydrogen mechanisms, so they identified the supply of hydrogen as one of the industries of interest, and have played the demiurge role. This study suggests that the role of government is to introduce eco-friendly vehicles, using the cases of Korean and Japanese governments, who introduced FCEV to the world first.

• 한국가스학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-6
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• 2021

한국의 수소경제 활성화 로드맵에 의하면 2040년 526만톤의 연간 수소공급이 필요하며 이 중 해외 생산부분이 50%를 담당해야 할 것으로 설정하였으나 부생, 추출, 수전해 방식의 수소공급이 원활하지 않을 경우 해외 생산 비중이 당초 계획보다 증가될 수 있다. 따라서 국외 생산분에 대해 다양한 공급원의 확보가 필수적이며, 본 기술보고에서는 주요 공급후보국인 캐나다의 수소생산/수송 정책, 현황, 향후 전망에 대해 살펴보고 가장 현실적인 수소공급 방법으로 여겨지는 블루수소 프로젝트의 사례를 소개하고자 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.47-59
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• 2022

비추력이 가장 높은 액체수소/액체산소 엔진은 발사체의 성능을 극대화하기 위하여 1950년대 부터 개발되어 현재까지 이용되고 있다. 최근 국내에도 수소 경제의 대두에 따라 세계 수준의 액체수소 생산, 운송 등 인프라 구축이 진행되고 있고, 이는 발사체 성능을 향상시킬 수 있는 절호의 기회다. 본 논문에서는 액체수소 엔진 개발을 위한 전반적인 측면을 살펴보았다. 추진제로서의 액체수소 적용의 타당성을 고찰하고, 국내의 액체수소 인프라 현황, 액체수소 엔진 개발을 위한 소요기술, 수소를 안전하게 다루기 위한 운용적 측면을 검토하고, 액체수소 엔진 개발을 위한 시험설비를 검토하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.496-523
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• 2018

본 연구의 목표는 톱밥의 건조, 급속열분해, 바이오오일 응축, 바이오오일 수첨개질, 전기생산, 폐수처리를 포함하는 2개의 바이오오일 생산공정들에 대한 경제적 타당성을 평가하는 것이다. 첫번째 공정은 수소생산을 위한 steam-methane reforming (SMR)을 포함하는 바이오오일 생산공정이다(Case 1). 두번째 공정은 SMR을 포함하지 않고 수소를 외부로부터 공급받아 수첨개질을 수행하는 바이오오일 생산공정이다(Case 2). 상용공정모사기인 ASPEN Plus를 이용하여 이두 공정에 대한 공정흐름도를 구축하였고, 물질 및 에너지 수지식을 계산하였다. 원료로서 40%의 수분을 포함하는 톱밥 100 t/d, 30% 자기자본비율, 자기자본에 상응하는 자본지출, 수소 구입가 $1,050/ton, 완전건조된 원료대비 수송용 연료 수율 20% (Case 1) 및 25% (Case 2) 로 가정하고, 4단계 경제성 분석기법인 4-level EP를 사용하여 기술경제성 분석을 수행하였다. 총투자비(TCI), 총생산비(TPC), 연간판매금액(ASR), 그리고 개질 바이오오일의 최소판매가격(MFSP)은 Case 1에 대하여 $22.2 million, $3.98 million/yr, $4.64 million/yr, 그리고 $1.56/l 이고, Case 2에 대하여 $16.1 million, $5.20 million/yr, $5.55 million/yr, $1.18/l로 산출되었다. 수소를 직접 생산하는 Case 1과 수소를 외부로 부터 공급받는 Case 2의 투자회수율(ROI)와 투자회수기간(PBP)은 큰 차이를 보여주지 않았고, Case 1과 Case 2의 원료 공급량을 1,500 t/d로 증가할 경우, ROI는 15% 이상으로 향상될 것으로 예상되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.100-112
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• 2023

This study evaluated the contribution of carbon neutrality by calculating the carbon reduction amount and reduction intensity targeting the hydrogen pilot city and applying it to the carbon neutral reduction target. In the building sector, the reduction amount for 2030 was 10.8% on average. In addition, by 2050, the contribution to carbon neutrality of plan A was 14.1% on average, and the contribution to carbon neutrality of plan B was 15.1% on average. In the 2030 reduction amount of the transportation sector, the contribution to carbon neutrality was 138.4% on average. In addition, by 2050, the contribution to carbon neutrality in plan A was 82.5% on average, and the contribution to carbon neutrality in plan B was 74.9%. From the above research results, additional carbon reduction is possible when creating a hydrogen city, so it will be used as a basis of city-level carbon neutral model. It will also be used as a basis for technology development and investment promotion for various hydrogen supply methods in the future.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.55-57
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• 1996

다공성 무기막은 높은투과도와 뛰어난 내열.내화학성, 그리고 경제성 때문에 기존의 PSA공정이나 증류와 같은 고에너지 분리공정을 대체하는 공정으로 각광을 받고 있다. 무기재료막의 제조하는 방법으로 주로 알콕사이드를 사용하는 솔-젤법(1)과 금속(2) 또는 기상반응(3)을 이용하는 화학증착법이 사용된다. 또한 고온에서 수소를 연속적으로 분리하여 화학평형에 기인한 한계를 극복하여 높은 수율을 얻고자하는 막반응기에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 $\alpha$-알루미나 지지체의 미세한 다공성 구조 내부에서 TEOS(Tetraethylorthosilicate)와 산성의 알코올-물 혼합물을 확산시켜 실리카 솔을 생성시킴과 동시에 젤화시켜 기공의 크기를 감소시켜 막을 제조하였다. 이렇게 제조된 막은 높은 투과도와 낮은 수소선택도(selectivity=3-4)를 보였고, 두번째 단계로 silica sol을 제조하여 진공 하에서 dip-coating을 행하였다. 이렇게 2단계로 기공 구조를 개선시킨 실리카 막은 저압에서 상대적으로 높은 수소의 분리도(selectivity=5-7)를 보였으며 여전히 높은 투과도를 갖는다.