• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.65-75
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• 2018

풍력에너지는 낮에 비해 야간에 많은 잉여전력을 발생시키기 때문에 야간에 생산되는 전력은 버려지고 있는데, 이 문제를 해결하기 위해 풍력 등 재생에너지를 연계한 수전해 하이브리드 시스템 개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 하이브리드 시스템 안전성 향상을 위해 국내 외 수전해 시스템 기준의 평가항목을 분석하였고, 평가 항목을 토대로 수전해 시스템의 안전성능 시험항목을 도출하였다. $5Nm^3/hr$급 수전해 시스템의 안전성능 평가를 위하여 시험항목 중 효율측정시험, 수소발생압력시험, 수소 순도시험을 평가하였다. 그 결과 수소발생량은 $5.10Nm^3/hr$, 스택효율은 $4.97kWh/Nm^3$로 산출되었고, 이때 발생한 수소의 순도는 99.993%로 국제기준 ISO 14687, SAE J2719에 명시된 순도보다 높은 순도의 수소를 생산하였음을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 향후 수전해 시스템의 구축과 안전성능을 평가에 도움이 될 것이라고 기대한다.

• Journal of Platform Technology
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• 제10권4호
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• pp.3-10
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• 2022

본 연구에서는 수소차에 사용되는 수소압력용기 비파괴 안전성 평가 플랫폼 개발을 위해 유한요소해석을 사용하여 안전성 평가 기준 개발에 대한 연구를 수행하였다. Type 4 수소 압력 용기의 안전성을 평가하기 위해 복합 재료의 특성에 따른 매개변수를 바탕으로 재료의 물성을 유한요소 해석을 통해 도출하였다. 이를 통해 수소압력용기에 사용되는 CFRP 복합소재의 기계적 특성을 바탕으로, 내부 결함을 모델링하고 수소압력용기에 대한 평가기준을 사용하여 내부결함에 대한 파손가능성 여부를 도출하는 프로세스를 연구하였다. 결함은 박리, 이물질, 표면 수직균열을 모델링하고 파손 기준에 따른 손상을 분석하여 비파괴검사를 통해 검출된 결함의 안전성 여부를 판단할 수 있는 방법을 연구하였다. 연구 결과 박리 결함은 수소 압력용기의 내부에 근접할수록 파손가능성이 높아졌으며, 수직 균열을 경우 균열의 깊이가 깊어질수록 손상가능성이 높게 나타났다. 또한, 이물질 결함의 경우 압력용기의 외부 방향에 비해 내부 방향에 위치한 경우 손상가능성이 높게 나타났다. 본 연구를 통해 결함의 종류, 형상 및 크기에 따른 수소압력용기의 안전성을 평가할 수 있는 방법을 제시하였으며, 향후 본 연구결과를 바탕으로 수소차량 압력용기의 비파괴시험 안전검사 플랫폼 개발 연구를 수행하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.61-66
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• 2022

In order to introduce the hydrogen economy and increase supply, research in the field of hydrogen production is being actively conducted. Among the hydrogen production methods, the method of steam reforming from natural gas and producing it currently accounts for about 50% of the global hydrogen production. In the method of steam reforming process, hydrogen can be produced by adding a reformer to an existing natural gas supply pipe. Because of these advantages, it is evaluated as a realistic production method at present in Korea, where the city gas supply chain is well established. But there is concern in that it is highly likely to be installed in downtown areas and residential spaces. In this study, the risk of the process of steam reforming to produce hydrogen was reviewed.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.307-312
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• 2023

본 연구는 수소 경제 사회의 안전 확보를 위해 수소 연료전지 후단 배출된 미반응 수소를 안정적으로 산화하는 방안에 대해 논의하였다. 안전 시스템은 미반응 수소를 에너지원 없이 제거할 수 있는 상온 산화촉매를 충진하였으며, 이때 반응으로 배출되는 산화열은 안정적으로 회수할 수 있는 열 회수 장치를 연계하고자 하였다. 그 결과, 수소 산화 시스템의 충진 조건에 따라 시스템 내 압력 및 유체 흐름이 변화함을 CFD 분석을 통해 확인하였다. 또한 배가스 온도, 열 회수기 내 유량 및 압력조건을 최적화하여 300 ℃ 이상의 배가스 산화 열원을 40 ℃ 이상의 온수를 확보하는 방식으로 폐열을 회수할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 수소 연료전지와 같은 중·소규모 사업장에 적용된 수소 활용 공정을 실증 규모로 평가하여 안전 시스템으로의 가능성을 확인하였다. 추후 실증화 연구를 통해 예측하지 못한 수소 안전사고에 대해 대응할 수 있는 안전 가이드로 활용될 수 있다고 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.83-90
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• 2020

본 연구는 국제공동 연구로 만들어진 HyKoRAM 프로그램을 이용하여 위험성평가를 진행하였다. 수소충전소 내 압축기, 저장탱크, 수소 배관 등 주요 시설 및 구성품의 설계 사양, 실증 단지 주변의 환경 조건 등을 반영한 대안의 사고 시나리오와 시설에서 발생할 수 있는 최악의 시나리오에 기반하여 위험성 평가를 실시하였다. 수소충전소의 잠재 위험을 확인하여 수소 저장 탱크, 처리 시설, 저장 시설 등에서 발생 가능한 최악의 누출, 화재, 폭발, 사고 시나리오를 도출하고, 사고 발생 가능성과 인체, 주변 시설 피해 영향 분석을 하여 안전성을 검토하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.232-239
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• 2022

This study performed qualitative and quantitative risk assessment of equipment for evaluating the protocol of hydrogen refueling stations and suggested measures to improve safety. Hazard and operability study was performed for qualitative risk assessment, and Hy-KoRAM was used for quantitative risk assessment. Through a qualitative risk assessment, additional ventilation devices were installed, simultaneous venting of the storage container was prohibited, and the number of repeated refilling of the evaluation equipment was identified to manage the number of fillings of the container. Through quantitative risk assessment, the area around the device was set as a restricted area when evaluating the station, and measures were suggested to reduce the frequency of accidents.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.55-60
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• 2022

As interest in sustainable and eco-friendly energy sources is increasing due to various problems in the carbon society, a hydrogen economy using hydrogen as a main energy source is emerging. While the natural gas reforming method generates carbon dioxide, the water electrolysis method based on renewable energy is eco-friendly. The water electrolysis device currently being developed uses a 2 Nm³/hr class alkaline aqueous solution as an electrolyte and produces hydrogen based on renewable energy. In this study, risk assessment was conducted for these water electrolysis devices

• 한국가스학회지
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• 제16권1호
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• pp.15-21
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• 2012

수소가스의 제트 누출에 의한 확산, 화재, 그리고 폭발에 의한 위험 범위를 분석하고, 안전거리 기준을 설정하기 위한 위험거리를 확산, 화재, 그리고 폭발에 대한 단순한 예측 식들을 제시하였다. 핀홀에 의한 누출과 같은 소량 수소가스 누출속도에 있어서 피해거리는 제트누출 확산에 의한 피해거리가 제트화재에 의한 피해거리보다 크며, 압력의 제곱근에 그리고 누출 홀의 직경에 비례하고 이는 수 십 미터에 이른다. 배관의 완전 파손 또는 저장 탱크의 큰 홀 발생과 같은 대량의 수소가스 누출속도에서는 제트화재의 피해거리가 개방공간의 가스운 폭발에 의한 피해거리보다 크며, 수 백 미터에 이른다. 수소충전소와 건물과의 최소이격거리 즉 안전거리 설정 기준을 대량 수소가스누출 사고시나리오를 기반으로 한다면, 도심지에 수소충전소는 안전거리 기준을 만족시키기 어려울 것이다. 따라서 대량의 수소가스 누출사고를 안전장치들을 통하여 예방하고, 안전거리 기준을 소량의 수소가스누출사고 기준으로 설정 할 수 있다. 그러나 대량누출 가능성이 있는 경우 학교와 병원 등 인구밀집 건물은 수 백 미터의 안전거리를 유지하여야 한다.

• 한국가스학회지
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• 제8권4호
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• pp.55-61
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• 2004

본 논문에서는 발전소의 발전기 냉각시스템에서 수소를 사용하므로써 발생가능한 문제점에 대한 안전대책에 관하여 언급하였다. 수소가스는 가연성 기체중 폭발범위가 대단히 크므로 이에 따른 안전대책을 강구해야 하며, 이것은 전력설비의 안정적인 운영을 위해서도 중요한 일이다. 본 연구에서는 1) 수소의 연소폭발재해와 관련된 기술적 지침을 제공함; 2) 운영환경의 위험수준에 따라 위험장소 구분하고 그에 따른 방폭전기설비의 채용; 3) 가스누설검지장치 설치 등 수소로 인한 재해를 미연에 방지할 수 있는 대책 및 기준 마련; 4) 발전소 정상운전중 안전관리체계를 정립하여 발전소 수소가스설비관련 안전관리의 표준모델을 제시하고자 하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.698-711
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• 2023

Consequence analysis using an ALOHA program is conducted to calculate the accidental impact ranges in the cases of hydrogen leakage, explosion, and jet fire in a hydrogen fueled combined cycle power plant. To evaluate the effect of weather conditions and topographic features on the damage range, ALOHA is executed for the power plants located in the inland and coastal regions. The damage range of hydrogen leaked in coastal areas is wider than that of inland areas in all risk factors. The obtained results are expected to be used when designing safety system and establishing safety plans.