• Journal of Energy Engineering
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• v.19 no.3
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• pp.171-176
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• 2010

Using a hydrogen blended compressed natural gas (HCNG) as a fuel for IC engines has a significant meaning in terms of achieving a reduction of automotive exhaust emissions as well as preparing for an upcoming hydrogen economy by constructing hydrogen infrastructure. In addition, a HCNG engine has higher thermal efficiency than a CNG engine, which is another advantage that makes HCNG fuel considered as a future alternative for natural gas. Therefore, in this study, idling operation of a 11 litre HCNG bus engine was investigated in terms of fuel consumption rate and emissions characteristics. The results show that fuel consumption rate was decreased more than 20% by use of HCNG and all the emissions were significantly reduced in idling condition.

• Journal of Energy Engineering
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• v.26 no.4
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• pp.1-6
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• 2017

This study evaluated hydrogen effect of metal and non-metallic materials used in the hydrogen blended natural gas vehicle. Hydrogen penetrated concentration of 34Cr-Mo steel(850MPa tensile strength) for winter driving conditions was measured 0.0018ppm and summer driving conditions was 5.3ppm. The critical hydrogen concentration of high strength metal used in this study was measured 1.03ppm by CLT. Therefore, 34CrMo steel cas cause problems in the 30% HCNG(25MPa) environment. In case of the test for non-metallic materials, all materials met the criteria of the gas resistance test, but Fluorocarbon Rubber material had a significant change in the volume. So if it is used, extra care is needed.

• New & Renewable Energy
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• v.6 no.3
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• pp.30-38
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• 2010

수소경제로 가는 길목에서의 압축천연가스에 수소를 첨가한 수소-압축천연가스(HCNG)는 자동차 연료로서의 뛰어난 효과로 인해 미국, 캐나다, 유럽 등에서는 강화되고 있는 자동차의 배출가스 규제에 대해 만족할 수 있는 차세대 천연가스 자동차의 대안으로서 관련 기술개발과 실증사업에 주력하고 있다. 향후 수소시대의 도래에 즈음하여 HCNG의 사용은 수소사용에 대한 인식 향상과 아울러 수소사용을 안정적으로 공급할 수 있는 토대를 마련하고 수소제조 등 여러 분야에서 기술개발을 할 수 있는 부가적인 효과가 있다고 하겠다. 따라서 최근 국내에서 시내버스와 청소차등에서 천연가스 차량의 보급이 확대되고, 충전소도 점차 확대되고 있는 상황에서 HCNG 연료의 적용가능성을 확인하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 인프라 관점에서의 선진국과 국내의 기술개발 현황을 소개하고 향후 우리에게 필요한 과제가 무엇인지를 생각해보는 기회를 갖고자 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.226.2-226.2
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• 2010

수소경제로 가는 길목에서의 압축천연가스에 수소를 첨가한 수소-압축천연가스(HCNG)는 자동차 연료로서의 뛰어난 효과로 인해 미국, 캐나다, 유럽 등에서는 강화되고 있는 자동차의 배출가스 규제에 대해 만족할 수 있는 차세대 천연가스 자동차의 대안으로서 관련 기술개발과 실증사업에 주력하고 있다. 향후 수소시대의 도래에 즈음하여 HCNG의 사용은 수소사용에 대한 인식 향상과 아울러 수소사용을 안정적으로 공급할 수 있는 토대를 마련하고 수소제조 등 여러 분야에서 기술개발을 할 수 있는 부가적인 효과가 있다고 하겠다. 따라서 최근 국내에서 시내버스와 청소차등에서 천연가스 차량의 보급이 확대되고 있고, 충전소도 점차 확대되고 있는 상황에서 HCNG 연료의 적용가능성을 확인하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 선진국과 국내의 기술개발 현황을 소개하고 향후 우리에게 필요한 과제가 무엇인지를 생각해보는 기회를 갖고자 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.51-59
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• 2005

수소 분리막의 적용 분야는 석탄가스, 천연가스, 메탄가스 혼합기체이며, 고온/고압 및 수소농도가 낮은 혼합기체에서 고순도의 수소를 제조하는 곳이다. 특히 치밀질 세라믹 멤브레인은 고온에서 가스화한 석탄가스나 차세대의 쓰레기 처리 기술인 가스화 용융처리에서 생긴 고온가스로부터 고순도의 수소를 분리할 수 있다. 분리한 수소는 고온을 유지하기 때문에 연료전지 발전에 최적이다. 종래의 연료전지는 발전을 위해서 수소의 가열이 필요했으나 이것이 불필요하게 되어 발전 전체의 효율이 향상된다. 석유화학 산업에서 발생하는 혼합기체에서 수소를 분리하여 사용하고 남은 기체는 연료로 재사용할 수 있다. 분리막의 재질로는 고분자계가 개발되고 있으며 고분자 지지체에 백금이나 로듐과 같은 촉매를 코팅하는 방법이다. 이는 기공의 제어가 용이하고 대량생산이 가능한 장점이 있지만 고온에서 사용이 불가능하고 입자상 물질에 의해 분리막의 손상이 문제가 되고 있다. 이에 비해 치밀질 세라믹 멤브레인은 세라믹의 특성에 의해 고온 및 고압에서도 적용이 가능하며, 실온이나 저압의 조건에서도 적용이 가능한 특징을 가진다. $900^{\circ}C$의 고온에서 적용시 세라믹 멤브레인에는 특성열화가 없어 수명이 긴 장점을 가지게 된다. 수소가 포함되어 있는 기체에서 수소 만을 분리하는 방법은 흡착이나 분리막을 이용하는 방법이 일반적이며 흡착에 의한 방법은 일부 실용화가 진행되고 있다. 고효율의 수소를 분리하는 방법으로 분리막을 이용하는 방법이 있다. 현재 치밀질 수소 분리막의 연구는 외국(미국, 일본 등)에서도 초기 연구 단계이다. 국내에서도 이런 연구가 선행되어 외국과의 기술 격차를 줄이고 에너지 자원에 대한 확보가 필요하기 때문에 이 연구가 수행되었다. 치밀질 멤브레인의 소재로는 proton 및 전자전도가 가능한 소재로서 Ba-Ce-Y계를 기본조성으로 하여 내구성과 전기전도도를 향상시키기 위해 Ca, La, In, Yb를 치환하였다. 제조한 재료의 물리화학적 특성을 평가하였고, 수소여과 장치를 이용하여 여과 효율을 평가하였다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.4 no.2 s.10
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• pp.20-26
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• 2000

In this experimental study, we examined gas engine characteristics of a small high-speed engine in various ways. And we studied performance of natural gas, hydrogen gas and gasoline fuel engines, as emission characteristics and process of combustion. For the purpose of preventing back-fire occurred in case of high-speed and high load in hydrogen engine, we controlled air quantity by installing throttle valve in gas fuel engine. We performed experiment by mixing nitrogen to hydrogen fuel. As a result, we could find out characteristics which of a high speed small engine by applying gas fuels.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.15 no.2
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• pp.1-8
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• 2011

In this research, the safety trends and technologies of HCNG, a mixture of hydrogen and natural gas, are analyzed. This is an attracting alternative fuels to meet the strengthened automotive exhaust gas emission standards. HCNG is very important opportunities and challenges in that it is available the existing CNG infrastructures, meets the strengthened emission standards, and the technical, social bridge of the coming era of hydrogen. It is essential for the commercialization of HCNG that hydrogen - compressed natural gas blended fuel for use in preparation of various safety considerations included accidents scenario, safety distance, hydrogen attack, ignition sources and fire detectors are examined. Risk assessments also are suggested as one of permission procedure for HCNG filling station.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.17 no.1
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• pp.7-12
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• 2013

As emission regulation for vehicle has been reinforced, many researches carried out for HCNG(hydrogen-natural gas blends) fuel to the conventional compressed natural gas (CNG) engine. However, abnormal combustion such as backfire, pre-ignition or knocking can be caused due to high combustion speed of hydrogen and it can result in over heating of engine or reduction of thermal efficiency and power output. In the present study, improvement of combustion performance was observed with HCNG fuel since it can extend a flammability limit. Knocking characteristics for CNG and HCNG fuel were investigated. Feasibility of HCNG fuel was evaluated by checking the knock margin according to excess air ratio. The operation of engine with HCNG was stable at minimum advance for best torque(MBT) spark timing and knock phenomena were not detected. However, it is necessary to prepare higher knock tendency since possibility of knock is higher with HCNG fuel.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.15 no.2
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• pp.89-97
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• 2004

A heavy duty hydrogen enriched CNG engine has the possibility to obtain stable operation at ultra lean condition and to reduce emission extremely. And it can also serve as a so called bridge technology between the current fossil fueled engine and the future hydrogen power system. The emission, torque and brake thermal efficiency characteristics of a heavy-duty hydrogen-CNG engine were investigated to determine the proper mixing rate of hydrogen and CNG. It was found that the proper mixing rates at ${\lambda}=1.4$ and ${\lambda}=1.6$ were around 20% and 30% for hydrogen addition rate respectively.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.5
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• pp.473-479
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• 2013

This study focused on a heavy-duty natural gas engine fuelled with HCNG (CNG: 70 vol%, hydrogen: 30 vol%) and CNG. To study the emission characteristics of an HCNG engine with high compression ratio, the exhaust gas of CNG and HCNG fuel were analyzed in relation to the change in the compression ratio at the half load condition. The results showed that the thermal efficiency improved with an increase in the compression ratio. Consequently, $CO_2$ emission decreased. CO emission increased with inefficient oxidation due to the low exhaust gas temperature. $NO_x$ emission with high compression ratio was increased at the same excess air ratio condition. However, $NO_x$ emission was not affected by a compression ratio exceeding ${\lambda}$ = 1.9 because of the same MBT timing.