• 한국가스학회지
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• 제23권4호
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• pp.28-39
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• 2019

OGI(Optical Gas Image) 기술에서 주요 가스의 이미지 특성연구는 누출가스의 종류 파악 및 배출량 추정의 기초자료가 될 수 있다. 본 연구의 목적은 산업에서 중요한 methane과 propane 두 탄화수소의 분출가스 이미지의 차이를 관찰하기 위함이다. 적외선을 투과하는 성질을 지닌 석영을 끼운 바람차단막을 제작하여 methane과 propane을 동시에 누출하게 하여 적외선 OGI 카메라로 촬영하고, 그 영상을 분석하였다. 석영차단막이를 활용하여 바람의 영향을 최소화하여 안정된 영상을 확보하였다. 누출 기준값을 1 L/min로 하여 두 탄화수소의 영상을 분석한 결과 OGI 카메라로 쉽게 식별 가능한 거리가 methane의 경우 6 m, propane의 경우 9 m로 나타났다. 적외선 카메라와 누출지점의 거리 1~10 m까지에서 propane의 경우가 methane의 경우 보다 gas plume의 크기가 컸으며 선명하였다. 영상 이미지의 점의 수로 비교하면 propane이 methane보다 평균 3.8배 많았다.

• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.19-26
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• 2024

수소 등 인화성 가스를 취급하는 사업장은 KS C IEC 60079-10-1 기준에 따라 취급시설 주변을 폭발위험장소로 구분하여 관리하여야 한다. 그렇지만 동 기준은 가스의 종류, 실내·외 여부, 대기조건 등의 구분없이 누출특성값을 기준으로 폭발위험범위를 산정하므로 실효성 등에 대한 의문이 제기되고 있다. 본 연구에서는 수소를 대상으로 누출특성과 실외대기 조건에서 시뮬레이션(PHAST 및 HyRAM)을 통해 폭발위험범위를 도출하고 IEC 기준의 log-log 그래프에서 비교하였으며, 각 결과에 대한 회귀분석을 수행하였다. 그 결과, 각 조건에서 시뮬레이션 결과가 IEC 기준보다 0.6~3.8배 이상 적게 나타났으며, 동일한 누출특성값에서 풍속 및 대기안정도에 따라 폭발위험범위가 상이한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 간편하게 사용할 수 있는 누출특성과 폭발위험범위에 대한 선형회귀식을 도출하였다. 따라서, 수소 취급 사업장 등에서 폭발위험범위 산정 시 본 연구에서 제시한 그래프와 선형회귀식을 통하여 IEC 기준과 시뮬레이션 결과를 용이하게 비교 및 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 이를 적용할 경우 합리적인 폭발위험장소 구분이 가능하여 경제적인 부담을 최소화할 수 있을 것으로 기대되며, 수소 폭발 등의 위험성을 크게 감소시킬 수 있을 것으로 전망한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.378-383
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• 2009

Hydrogen is the primary fuel in fuel cell systems. Because of high inflammation and explosion possibility of hydrogen, fuel cell systems require safety measures to prevent hydrogen hazard upon leakage. In this study, a model enclosure was made by referring to a commercial residential fuel cell system and hydrogen leakage experiments and computational simulations were conducted therein. Hydrogen was injected into the cavity through leakage holes located at the bottom while its flow rate was precisely controlled using MFC. The transient sensor signals from hydrogen sensors installed inside the enclosure were recorded and analyzed. The hydrogen sensor signals showed different delay times depending on their position relative to a leakage point, which indicated that hydrogen generally moves upward and accumulates at the upper region of a closed cavity. The inflammable regions with hydrogen concentration over 4% LEL were observed to locate near the leakage hole initially, and broaden towards the upper cavity region afterward. The simulation result showed that detection time at the hydrogen sensor was similar to the pattern of experimental results. However, the maximum concentration of hydrogen had a gap between experiment and simulation at detect point due to measurement errors and reaction rate.

• 한국가스학회지
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• 제9권1호
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• pp.9-15
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• 2005

수소는 온실효과 가스배출을 저감하기 위한 다양한 연소장치에 이용되는 에너지 전달체로 가장 중요한 물질로 인식되고 있다. 그러나 에너지 전달체로 이용되기 위해서는 수소를 이용하는 장치와 관련된 안전의 문제점이 충분히 조사하고 이해되어야 한다. 따라서 누출된 수소가스와 공기의 혼합 가스운의 확산거동과 점화 가능성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 대기 조건에 따라 대기 중에서 수소가스의 확산거동을 부력을 고려하여 살펴보았다. 풍하방향으로 위험범위는 대기안정도 및 풍속이 증가할수록 증가하게 되고, 지면에서 가스농도는 수소가스의 부력 때문에 거의 제로이다. 그러므로 누출된 수소가스 운의 점화 가능성은 낮고, 화재$\cdot$폭발 위험성은 타 연료가스 즉 부탄 및 프로판에 비하여 낮은 것으로 사료된다.

• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.21-26
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• 2022

아연은 인체에 유해한 카드뮴을 대체하여 금속재료에 수소가스가 침투하거나 금속재료 내부로부터 수소가 누출되는 것을 방지하기 위한 친환경 코팅 재료로 주목받고 있다. 일반적으로 수성 및 산성 분위기에서 수행되는 아연(Zn) 및 아연 합금의 전기도금은 낮은 쿨롱 효율, 부식 및 수소 누출과 같은 단점이 있어 산업적 이용이 어렵다. 본 연구에서는 염화콜린과 에틸렌글리콜을 이용하여 Deep-eutectic solvent를 합성하고 이를 용매로 사용하여 아연 도금용 전해질을 제조하여 STS 304 기판 위에 전기 도금하였다. 주사전자현미경(SEM)과 원자힘현미경(AFM)을 이용하여 표면 미세구조와 조도를 관찰하였다. X선회절분석(XRD)을 이용하여 도금 막의 결정구조를 분석하였다. 마지막으로 수소를 주입한 STS 304 기판에 최적화된 Zn 도금액을 코팅한 시료의 수소 방출 방지 효과를 분석하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.513-518
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• 2010

In the present work the second-order perturbation solutions of the simple physical model for liquid pool spreading is obtained for the case of instantaneous spill. To generalize the solution governing equations are non-dimensionalized, and two dimensionless parameters, dimensionless evaporation rate and aspect ratio of the initial pool, are identified to control the governing equations. The dimensional governing equations have three parameters. The second-order solution improves fairly the first-order solution for the pool volume.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.253-261
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• 2005

석유 연료 고갈 해결 및 온실 효과 가스 배풀 저감을 위한 방안으로 제시되는 수소는 다양한 에너지 저장체로 사용되어 질 수 있으나 안전성에 대한 연구가 요구되어진다. 따라서, 일반적인 저장 형태인 고압 저장 탱크에서 누출이 되었을 경우 분사되는 수소의 거동에 대한 연구가 이루어져야하며 이를 바탕으로 한 보완책이 제시되어야 한다. 이번 연구에서는 누설 시 확산되는 수소의 밀도를 실제 거동과 유사한 3차원 컴퓨터 영상장으로 합성한 후 ART(algebraic reconstruction technique) 및 MART(multiplicative ART)를 기반으로 한 3차원 디지털 스페클 토모그래피 기법을 개발하여 재건하고 분석하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.588-597
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• 2012

In the present study, the dispersion characteristics of hydrogen leakage from a Fuel Cell Vehicle (FCV) were analyzed by numerical simulation in order to assess the risk of a hydrogen leakage incident in a long road tunnel. In order to implement the worst case of hydrogen leakage, the FCV was located at the center of a tunnel, and hydrogen was completely discharged within 63 seconds. The Leakage velocity of hydrogen was adopted sub-sonic speed because that the assumption of the blockage effect of secondary device inside a vehicle. The temporal and spatial evaluation of the hydrogen concentration as well as the flammable region in a road tunnel was reported according to change of ventilation operating conditions. The hydrogen was blended by supply air form a ventilation fan, however, the hydrogen was discharged to outside in the exhaust air. It is observed that the efficiency way to eliminate of hydrogen is supply air operating condition under the hazardous hydrogen leaking incident. The present numerical analysis can be provided useful information of ventilation under the hydrogen leaking situation.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.316-322
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• 2012

A fuel cell vehicle has the hydrogen detection sensors for checking the hydrogen leakage because it use hydrogen for its fuel and can't use a odorant to protect the fuel cell stack. To verify the hydrogen safety of leakage we select the high possible leak points of fittings in hydrogen storage system and test the leaking behavior at them. The hydrogen leakage flow rate is 10, 40, 118 NL/min and the criterion for maximum hydrogen leakage is based on allowing an equivalent release of combustion energy as permitted by gasoline vehicles in FMVSS301. There are total 18EA hydrogen leakage detection sensors installed in test system. we acquire the hydrogen leakage detection time and determine the ranking. Hydrogen leakage detection time decrease when hydrogen leakage flow rate increase. The minimum hydrogen leakage detection time is about 3 seconds when the flow rate is 118NL/min. In this study, we optimize hydrogen sensor position in fuel cell vehicle and verify the hydrogen leakage safety because there is no inflow inside the vehicle.

• 분석과학
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• 제27권3호
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• pp.167-171
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• 2014

불화수소는 유리의 식각, 금속의 녹 제거 등 산업계에서 많이 사용되는 대표적인 무기산이며 노출 시 눈, 코, 목안을 강하게 자극하고, 흡입 시 폐렴, 폐수종 기관지염을 일으키는 대표적인 유독물질에 해당하는 화학물질로 구분되어 있다. 현행 폐기물공정시험기준에는 불소화합물에 대한 함량분석방법이 마련되어 있지 않아 최근 발생된 불화수소 누출사고로 발생된 불산에 오염된 농작물, 수목 등 가연성 폐기물의 신속하고 안전한 처리방법 마련에 어려움을 겪었다. 본 연구에서는 불화수소 누출사고로 발생된 가연성 폐기물(농작물, 수목 등) 중 불소 및 불소화합물의 함량분석방법 마련을 통해 폐기물의 불산 오염여부를 판단하고 적절한 폐기물 처리방법을 제시하고, 향후 이 방법을 폐기물 관리법상에 지정폐기물에 함유된 유해물질로 불소 및 불소화합물에 대한 항목 추가 시 폐기물공정시험기준으로 활용하고자 한다.