• Journal of the KSME
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• v.44 no.1
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• pp.27-27
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• 2004

미국 국방부 소속 육군차량사업부(National A Automotive Center)는 대체에너지를 이용한 군용 차량 개발을 위해 Michigan 주 Rochester Hills에 위치한 E Energy Conversion Devices(ECD) 사와 일부 기술 개발 에 대한 기술 제휴를 한다고 발표했다. 국방부는 태양전 지와 수소를 연료로 사용하는 대체에너지 차량을 개발하 기 위해 ECD에 1단계 연구에 필요한 연구비를 지원했다. 이번 연구에는 연료전지를사용한차량개발을위해 5 500,$\omega$0달러가 투자되는데, Texaco Ovollic Hydrogen S Systems(TOHC)의 고체 휴대용 수소 연료와 채충천 (refueling) 시스탬이 주요 개발 목표로 설정됐다. ECD의 역할은 최근 개발된 Toyota Prius에 시범 적으로 장착된 저압 고체형 수소 저장 시스템의 기술을 군용 차량에 알맞게 전환시키는 것이다. TOHC와 ECD가 개발한 고체형 수소 보관 시스댐은 고압을 요구하는 연료전지 차량의 수소 저 장 시스템이 갖고 있는 많은 문제점들을 해결할 수 있을 것으로 기대되는 연료전지를 이용한 엔진 개발 중 최신 기술이다. 특히 전투 상황에서 차량이 폭발하기 쉬운 수소 저장 탱크를 장착한 채 전 장으로간다는 것은적에게 노출 될 경우자살과마찬가지인 치명적인 피해를 입을수 있다. 이 프로젝트의 개요를 살펴보면, 수소 저장 시스템은 적어도 약 lOkg의 수소를 적은 용적 내에 낮은 압력에서 안전하게 고체 상태로 저장할 수 있다. 이 고체 저장 용기는 하루에 두 번 1.7kg의 수소를 10분 이내에 재급유할 수 있다. 수소는대부분고압가스형태나저온액체 형태로보관된다. 기체나액체 형태의 수소는 연료전 지에 사용되기에는 적합하지 않은 점이 많다. Ovonie 수소 저장 방법은 수소를 저압 고체 형태 ( (metal hydride)로 보관하는 방법으로, 고압 기체나 저온 액체가 갖고 있는 많은 문제점들을 해결 할수있다. 그림을 참조하면 고체 형태의 수소 보관 방법이 다른 보관 방법에 비교해 단위 체적당 최고 6배 많은수소질량을보관할수 있다. 이 고체 형태의 보관방법은수소가적절한합금과평형 압력 이 상의 환경에 놓일 경우 합금에 홉착되는 현상을 이용하고 있다. 수소를 흡수한 합금은 새로운 특성 을 가진 metal hydride로 변하게 된다. 이 과정 에서 열이 부산물로 발생한다. 반대로 수소를 metal hydride로부터 분리시키기 위해서는 합금을 가열해야 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.1
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• pp.49-55
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• 2018

Under the era of energy crisis, hydrogen energy is considered as one of the most potential alternative energies. Liquid hydrogen has much higher energy density per unit volume than gas hydrogen and is counted as the excellent energy storage method. In this study, Navier-Stokes equations based on 2-phase model were solved by using a computational fluid dynamics program and the liquefaction process of gaseous hydrogen passing through a cryogenic cooling tube was analyzed. The copper with high thermal conductivity was assumed as the material for cryogenic cooling tube. For different inlet velocities of 5 m/s, 10 m/s and 20 m/s for hydrogen gas, the distributions of fluid temperature, axial and radial velocities, and volume fractions of gas and liquid hydrogens were compared. These research results are expected to be used as basic data for the future design and fabrication of cryogenic cooling tube to transform the hydrogen gas into liquid hydrogen.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.16 no.3
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• pp.284-289
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• 2005

Thermal analysis of cryogenic-capable vessels with insulations have been carried out to store liquid hydrogen($LH_2$). The combined insulations of MLI(Multi-Layer Insulation) and VCS(Vapor-Cooled Shield) under high vacuum are considered in the analysis for various volumes of vessels. Vapor-Cooled Shields(VCS) are installed at cylinder wall as well as disc side of the $LH_2$ vessels. The results indicate that optimal distribution of boiloff vapor from $LH_2$ vessel into two sides of VCS exists based on the evaporation loss. As the volume of $LH_2$ vessel is increased, mass flow rate of boiloff is increased while the evaporation loss per unit volume is decreased.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.148.1-148.1
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• 2012

로켓 혹은 우주발사체의 주엔진에는 대부분 연료와 산화제를 연소시켜 나오는 에너지를 사용하는 화학로켓이 주종을 이루어 왔다. 이러한 로켓엔진에서 그동안 연료로는 수소계, 탄화수소계, 아민계 등 다양한 화학물질이 사용되어 왔으나, 산화제로는 강한 산화성을 나타내면서 밀도가 높은 몇몇 물질만이 제한적으로 사용되어져 왔으며, 최근에는 주로 액체산소(LOx)와 사산화질소(N2O4)가 사용되고 있다. 그러나 산화제 중 액체산소는 극저온이면서 상대적으로 밀도가 낮고, 사산화질소는 강한 독성을 지니고 있으며 액체로 존재하는 구간이 좁아 연구 목적의 소형발사체를 구현하는 것에는 많은 어려움이 있다. 이러한 이유로 최근 소형발사체 개발분야에서는 상온저장성이면서 친환경적인 과산화수소(H2O2)와 아산화질소(N2O)를 산화제로 활용하는 것에 대한 관심이 고조되고 있으나, 대형 추진기관을 개발하는 연구자들로부터는 액체산소를 사용할 때 보다 엔진 자체의 비추력이 상대적으로 낮다는 이유로 활용이 외면되어 온 것이 사실이다. 본 연구에서는 엔진 자체의 추진성능 보다는 사실상 발사체의 목적이라고 할 수 있는 추진단 속도증분을 성능의 지표로 삼아 평가하였으며, 결과를 통하여 과산화수소와 아산화질소의 높은 밀도가 엔진의 낮은 비추력을 충분히 보상할 수 있음을 보였다. 과산화수소와 아산화질소는 교육/연구용 소형발사체 구성에 충분히 활용가능한 산화제이며, 실제 발사에서 충분한 비행성능을 기대할 수 있는 물질로 평가할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.433-438
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• 1998

수소와 물 사이의 촉매교환공정은 중수 생산 및 삼중수소 분리를 위해 개발되어 왔다. 국산 소수성 촉매를 이용하여 새로운 튜브형 촉매탑을 고안하고, 수소와 물 사이의 수소 동위원소 분리를 실증하는 실험을 수행하였다. 국산 소수성 측매는 Styrene Divinyl Benzene Copolymer 담체에 백금을 담지한 촉매로써, 모양은 실린더형이며, 직경이 4mm이다. 촉매 작용을 하지 않는 충전물은 wire mesh ring(3mmx3mm)이고, 튜브는 PCI사 membrane(PVDF)이다. 촉매합의 직경은 2.5cm, 높이는 35cm였고, 온도는 333k, 압력은 0.1MPa였다. 기상 촉매반응만 시켰을 때 촉매탑이 정상상태에 도달되는데 약 3-5시간이 필요했으며, 액체 흐름이 있는 경우가 훨씬 짧았다. 촉매탑의 분리성능을 평가하기 위해 수소 동위원소 분리실험에서 얻은 기체 농도를 이용하여 물질전달계수(Kya)를 계산하였다. Kya는 0.2-0.5 sec$^{-1}$였으며, 액체와 기체 유속에 의해 크게 영향을 받았다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.13 no.2
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• pp.135-142
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• 2002

본 연구는 Chemical hydride 형태의 수소발생제를 포함한 액체연료를 이용한 신개념의 알칼라인 연료전지의 특성을 분석하였다. Chemical hydride는 연료전지의 수소공급원으로써 사용될 수 있으며, 본 연구팀은 KOH 전해질에 수소발생제인 Sodium Borohydride ($NaBH_4$)를 첨가하여 제조된 액체연료를 알칼라인 연료전지에 공급함으서 상온에서 매운 우수한 전기 화학적 성능결과를 얻을 수 있었다. 이때 음극 찰물질로 $ZrCr_{0.8}Ni_{1.2}$ 수소저장합금이 사용되었으며, 양극은 방수처리된 카본지 위에 분산된 Pt/C 가 사용되었고, air가 latm으로 양극에 공급되었다. 음극에 대한 XRD 분석결과 음극에서의 산화에 의해 Sodium Borohydride ($NaBH_4$)가 분해되어 수소가 발생되며, 연속적으로 액체연료가 주입되어도 전지가 작동하는 것을 확인할 수 있었다. 이때 에너지밀도는 6,000 Ah/kg (for $NaBH_4$ or $KBH_4$)이다.

• Superconductivity and Cryogenics
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• v.7 no.1
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• pp.28-33
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• 2005

• Defense and Technology
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• no.4 s.290
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• pp.18-29
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• 2003

냉전의 또 하나의 부산물은 우주경쟁인데, 인공위성 등 발사체의 추진기관은 거의 예외 없이 액체연료를 사용하는 액체추진로켓이고, 이것의 연료가 되는 액체산소, 액체수소 등은 발사체에 저장된 상태로 보관 할 수 없다는 단점 때문에 거의 군사용으로 적용되고 있지 않다. 지금은 SATURN-V와 같은 거대한 액체 추진 로켓을 대신해서 부분적으로 재활용이 가능한 우주왕복선이 사용되고 있는데, 여기에는 처음 이륙단계 대부분의 추력을 고체추진제에 의존하고 있기 때문에 이들의 성능 향상을 위한 좀 더 강역하고, 안전성을 높일 수 있는 에너지 물질에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이다.

• Proceedings of the Speleological Society Conference
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• 1995.09a
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• pp.65-66
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• 1995

1. 석회암의 성인 (1) 암석의 풍화로 암석 중의 탄산수소칼슘이 되어 녹아 나온다. (2) 탄산수소칼슘은 액체로만 존재하며 이는 물에 섞여 호수나 바다로 유입된다. (3) 탄산수소칼슘이 수온 변화로 이산화탄소를 잃어버리면 탄산칼슘(방해석이나 아라고나이트-석회암)의 결정으로 정출 퇴적되어 석회암층을 만든다. 수중 식물이 탄산수소칼슘을 흡수하여 석회질인 껍데기(조개류, 유공충 등), 뼈(산호 및 기타 동물)를 만든다.(중략)

• Proceedings of the Speleological Society Conference
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• 1997.10a
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• pp.85-86
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• 1997

1. 석회암의 성인 (1) 암석의 풍화로 암석 중의 탄산수소칼슘이 되어 녹아 나온다. (2) 탄산수소칼슘은 액체로만 존재하며 이는 물에 섞여 호수나 바다로 유입된다. (3). 탄산수소칼슘이 수온 변화로 이산화탄소를 잃어버리면 탄산칼슘(방해석이나 아라고나이트-석회암)의 결정으로 정출 퇴적되어 석회암층을 만든다. 수중 식물이 탄산수소칼슘을 흡수하여 석회질인 껍데기(조개류, 유공충 등), 뼈(산호 및 기타 동물)를 만든다.(중략)