• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.152-161
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• 2024

In this study, a fuel cell system for future defense unmanned vehicles was designed and validated. A Co/Al₂O₃-Ni foam catalyst for NaBH₄ hydrolysis was characterized using several analytical methods. A NaBH₄ hydrogen generation system with the Co/Al₂O₃-Ni foam catalyst continuously generated hydrogen at elevated reaction temperatures. The fuel cell system with the NaBH₄ hydrogen generation system was designed and tested. The performance of the fuel cell system was comparable to that of the fuel cell system using pure hydrogen. Therefore, the fuel cell system with the NaBH₄ hydrogen generation system is a suitable power source for future defense unmanned vehicles owing to its easy refueling and simple system.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1941-1943
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• 2003

본 논문은 광 검출을 이용한 전기화학발광 (Electrochemiluminescence : ECL)을 마이크로시스템에 적용하여 소형화하였으며, 기존 광 검출 시스템과 결과를 비교하여 그 특성을 분석하였다. ECL은 전기에너지를 촉매로 사용하기 때문에 화학발광 보다 마이크로채널 내에서 발생하는 층류문제를 해결할 수 있는 적합한 방법이다. 유리기판에 Au를 박막으로 증착하여 전극으로 사용하였으며, SU-8 구조물을 이용한 PDMS mold를 사용하여 마이크로채널을 제작하였다. 전극과 PDMS는 $O_2$ 플라즈마를 이용하여 접합하였다. luminol과 과산화수소는 Syringe pump로 구동하였으며, 발생된 빛은 반도체 공정기술로 제작한 P-N접합 포토다이오드를 이용하여 전류신호로 측정하였다. 새로 구성된 시스템을 이용하여 마이크로채널 내에서의 luminol과 과산화수소의 유속, 농도변화에 따른 광전류 변화를 측정하여 기존시스템과 비교하였다.

• 한국광학회지
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• 제30권3호
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• pp.114-119
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• 2019

본 논문은 원격으로 수소 가스의 계측이 가능한 광 계수 방식의 소형 라만 라이다 시스템 개발에 관한 것이다. 수소 가스에 의한 라만 신호는 매우 미약한 신호로서, 신호 대 잡음비가 매우 낮다. 광 계수기는 광 판별기를 갖고 있어, 레이저에 의하여 발생한 배경 신호의 전기적 잡음을 제거할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 출력이 낮은 레이저와 광 계수기를 이용하여 소형의 라만 라이다 시스템을 개발하였다. 개발된 광 계수 방식의 라만 라이다 시스템의 원격 수소 가스 검출 능력을 증명하기 위하여 수소 가스 농도를 조절할 수 있는 가스 챔버를 이용하여 수소 가스 농도 측정 실험을 수행하였다. 그 결과 10 m 거리에서 최소 0.65 vol.%의 수소 가스 농도 검출이 가능하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.43-49
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• 2000

현재 증기나 온수에 의한 열수송은 배관을 통하여 열손실 및 마찰손실 등이 발생하므로 수송거리는 3 내지 5km가 한계이다. 그러나 대부분의 공단이 도시지역에서 10km 이상 떨어져 있으므로 이들 지역에서 발생되는 폐열을 적절히 활용하기 위해서는 새로운 열수송 시스템이 개발되어야 한다. 수소저장합금은 수소를 흡수 또는 방출하면서 발열반응과 흡열반응을 일으키는 특성을 가지고 있으므로 산업공단지역의 폐열로부터 수소저장합금의 수소를 방출시키고, 이 수소를 인근 도시지역에 파이프라인으로 수송한 후 필요시 또 다른 수소저장합금과 반응시켜 열을 얻을 수 있다. 이 시스템에서는 난방의 목적 외에도 수소의 흡수 방출온도가 낮은 합금을 이용하여 냉열을 얻을 수도 있다. 따라서 수소저장합금은 폐열의 저장이나 열수송의 수단으로 활용할 수 있다. $MmNi_{4.5}Al_{0.5}Zr_{0.003}$, $LaNi_5$, $Zr_{0.9}Ti_{0.1}Cr_{0.6}Fe_{1.4}$, $MmNi_{4.7}Al_{0.1}Fe_{0.1}V_{0.1}$ 합금들이 열수송에 적합한 합금으로 선정되어 그 특성을 검토하였으며, 열수송시스템의 설계 및 제어기술에 대하여 검토하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.67-74
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• 2007

고효율의 실현이 가능한 흡기관 분사식 수소기관의 역화 억제 가능성을 파악하고자 밸브 오버랩 기간의 변화에 따른 제반 기관성능과 역화가 발생되는 역화한계 당량비를 실험적으로 해석하였다. 실험에는 기계식 연속 가변밸브 타이밍 시스템이 부착된 연구용 수소기관을 사용하였다. 밸브 오버랩기간은 배기밸브 개폐시기를 고정하고 흡기밸브 캠의 위상각을 조절하여 변화시켰다. 해석결과 밸브 오버랩 기간의 감소에 따른 제반기관성능은 통상의 기관과 유사하지만 역화한계 당량비가 확장되어 초기 단계이지만 수소기관의 역화발생에 밸브오버랩 기간이 관여하는 것이 보였다. 기관 회전수 1600 rpm, WOT의 실험 조건에서 밸브 오버랩 기간을 $20^{\circ}CA$에서 $0^{\circ}CA$로 감소시킨 경우 역화한계당량비는 약 45% 정도 확장되고 정미 토크는 16% 감소했다.

• 한국가스학회지
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• 제25권4호
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• pp.19-26
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• 2021

본 연구에서는 충주시의 음식물바이오에너지센터로부터 음식물류페기물의 혐기발효 처리 후 발생되는 바이오 가스를 전처리 및 고질화공정을 통해 이산화탄소 및 불순물을 제거한 바이오메탄을 원료로 그린수소를 생산하는 수소추출시스템 공정을 모델링하고 경제성 분석을 수행하였다. 고질화된 바이오메탄은 개질 및 정제공정을 통해 하루 약 500 kg의 고순도 수소가 생산되며, 공정모델의 수소생산량 결과를 토대로 현재 실증을 위해 구축하고 있는 그린수소충전소 수소추출시스템의 경제성 분석을 수행하였다. 경제성 분석 결과, 수소추출시스템의 구축년도를 제외한 15년의 사업운영 후 순현재가치는 38억3천1백만 원, 수익성지수법 1.42 및 내부수익률 20.25%로 사회적 할인율 4.5%를 상회하므로 타당성 확보가 가능하다 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제17권1호
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• pp.75-79
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• 2015

대기오염물질인 염화수소의 배출 규제가 2ppm으로 강화됨에 따라 기존의 제철공장 습식세정 장치에 DIWS 시스템이 도입되었다. 침액식 스크러버 시스템으로 제철공정에서 발생되는 염화수소를 처리하기 위한 파일럿 연구를 수행하였다. DIWS 시스템의 운전에 따른 응축수 pH는 연돌에서 6.0으로 증가하였다. 산세 Fume 정제설비의 평균 유입 염화수소는 13.3ppm, 평균 배출가스는 0.43ppm, 평균 제거율은 96.9%로 나타났다. TMS 장치로 장기간 측정한 데이터를 비교하였을 때 DIWS 장치는 안정적인 제거율을 나타냈지만, TMS의 type별 데이터 불균일 현상이 관찰되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.366-366
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• 2011

냉중성자원은 하나로 반사체탱크에 위치한 수직공에 설치되어 노심에서 발생하는 열중성자를 감속재인 액체수소층을 통과시켜 냉중성자를 생산하는 설비로 수소가를 충전하고 있는 수소계통이 있으며, 21K의 극저온 액체수소/기체수소 2상(ttwo-phase)을 유지하기 위해 외부에서 유입되는 열침입을 최소화하기 위해 진공계통이 설치되어 있다. 진공계통은 수조내기기 집합체(In-Pool Assembly : IPA)의 액체수소 열사이펀, 감속재 용기 등의 냉중성자원 극저온 부풀들의 단열을 위하여 진공용기 내부진공도를 공정진공도 이하로 유지하기 위한 계통으로 고진공펌프, 진공배기탱크 및 저진공펌프의 조합으로 두 개의 진공펌프시스템과 진공박스, 배기수집탱크 및 밸브박스를 포함한 연결배관으로 설계되었다. 저진공펌프를 이용하여 대기압에서 고진공펌프 작동압력까지 도달한 후 고진공펌프를 가동하여 공정진공도 이하의 진공도를 확보하고, 고진공펌프로부터 배기되는 배출가스는 고진공펌프 후단에 설치된 진공배기탱크에 포집되며, 필요 시 저진공펌프레 의하여 배기수집탱크로 배출된다. 진공펌프시스템은 진공용기 내부의 압력이 공정진동고 이하로 유지되도록 연속적으로 가동되어 진공단열이 가능하다. 본 논문은 감속재인 수소를 액화상태로 유지하며, 공정진공도 이하로 충분히 유지되어 운전되는 진공계통의 특성을 원자로 운전 주기별로 소개하고자 한다.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.143-147
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• 2015

알루미늄 혹은 플라스틱 라이너에 탄소섬유를 감아서 성형하는 복합재 압력용기가 수소 자동차의 수소연료 탱크로 사용이 확대됨에 따라 사용 시 안전에 대한 규정 제정이 필요하며 그 규정을 뒷바침 할 수 있는 검사장비와 기술 역시 개발되어야 한다. 자동차에 장착하기 전에 제작결함 평가를 통해 수소 자동차에 장착되어야 하고, 취급 중 발생하는 이벤트에 대해서도 고속 자동화 검사를 통해 자동차 정비소의 정비인력, 즉 비파괴평가 전문가가 별도의 교육을 받지 않았어도 즉시 충격과 같은 손상을 평가할 수 있어야 한다. 위 요소는 수소자동차의 대중화를 위해 매우 중요한 기술적 허들이다. 본 연구에서는 수소연료탱크의 충격손상을 검사하는 방법으로 레이저 초음파 기술을 제안하며 충격손상을 탈 부착형 센서헤드를 가진 초음파전파영상화 시스템으로 가시화할 수 있음을 증명한다. 또한 제안한 초음파전파영상화 시스템의 성능은 수소자동차가 대중화되더라도 현장기술로 채택될 수 있음을 뒷받침한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권3호
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• pp.8-16
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• 2024

수소는 매우 낮은 밀도를 갖기 때문에 화석연료와 동일한 수준의 에너지량을 저장하기 위해서는 기존과 다른 저장방식이 요구된다. 수소의 밀도를 높이는 방법으로는 수소를 액화하여 저장하는 방법이 있다. 하지만, 수소의 액화온도는 -252 ℃의 극저온이기 때문에 외부 열 유입에 의해 쉽게 기화된다. 액체수소가 기화되면 탱크 내부의 압력이 증가되는 자가증압 현상을 발생하므로, 탱크 설계 시 이 상승하는 압력을 잘 예측해야 한다. 따라서, 본 논문에서는 극저온 액체수소 연료탱크의 액체수소 충전 비율에 따른 내부 압력을 예측하였다. 탱크 내부의 압력 상승을 예측하기 위하여 1차원 열역학적 모델을 적용하였다. 열전달 모델은 열 유입, 액체수소의 기화, 연료 배출에 현상이 고려되었다. 최종적으로 연료탱크 내의 액체수소의 충전 비율에 따라 압력 상승 거동과 최대 상승 압력에 큰 차이가 있음을 확인하였다.