• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.123-133
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• 2023

상용 수소연료전지 차량은 기체 수소를 고압으로 압축하여 차량 내 저장 탱크로 저장하는 방식으로 충전이 진행된다. 이러한 압축 과정은 기체의 온도 상승을 유발하며, 저장 탱크의 안전성을 확보하기 위해 온도는 제한된다. 따라서 이러한 온도 상승을 설명하기 위한 열전달 모델이 필요하다. 열전달 모델은 대류 열전달 현상을 포함하며 정확한 대류 열전달 계수 추산이 요구된다. 본 연구에서는 수소 충전 과정에서의 대류 열전달 계수를 물리적 현상을 고려한 다양한 상관관계식을 이용하여 계산하고 비교 분석하였다. 수소 충전 과정은 디스펜서로부터 탱크 입구까지의 충전라인과 차량 내 저장 탱크로 분류하였고, 각각의 내부 및 외부에서의 대류 열전달 계수를 질량 유량, 직경, 온도와 압력 등 공정 변수에 따라 추산하였다. 그 결과, 충전라인 내부의 경우 저장 탱크 내부에서보다 대류 열전달 계수가 약 1000배 크게 나타났고, 충전라인 외부의 경우 저장 탱크 외부에서보다 대류 열전달 계수가 약 3배 크게 나타났다. 마지막으로 각 과정에서의 대류 열전달 계수를 종합 분석한 결과 전체 수소 충전 과정에서 저장 탱크 외부에서의 열전달 계수가 가장 낮아 열전달 현상을 지배하는 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제19권1호
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• pp.12-17
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• 2015

CNG(Compressed Natural Gas)충전소의 주요 핵심설비는 압축기이며, 대부분의 압축기는 윤활이 필요하다. CNG압축기의 윤활유(oil)는 충전 중에 압력 레귤레이터, 엔진 연료공급시스템 등에 전이(Carry-over)되어 천연가스차량의 성능에 부정적인 영향을 미친다. 따라서 이러한 문제를 사전에 방지하기 위해서는 전이되는 오일의 양을 정량적으로 측정하여 공급되는 압축천연가스의 품질관리를 강화하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 CNG오일전이를 측정하기 위해 중량법(Gravimetric method)을 사용한 샘플링 튜브 및 샘플링 장비를 개발하였다. 또한, CNG 충전소 6개소를 대상으로 CNG를 채취하였으며, 오일전이를 정량적으로 분석하였다. 측정된 전체 오일전이양은 2.569에서 6.509ppm 이었으며, 측정된 결과를 선행연구 결과와 비교 검증하였다.

• 한국안전학회지
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• 제27권4호
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• pp.76-82
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• 2012

A diesel-Liquefied natural gas(LNG) combustion engine truck fleet demonstration project had been carried out and commercial expansion project was launched. The key issues of these projects are the safety of LNG fuel station and the reduction of natural gas relief. When LNG is fueled to LNG vehicles the heat is input in the LNG system. The LNG in the fueling system was boiled and the vapor of LNG is vented through the safety devices. The temperature of the vapor of LNG is $-108^{\circ}C$ and density is heavier than air. It can be dispersed to downside of the fuel station. The safety evaluation is carried out using CFD program and risk assessment program for the vapor of LNG in the LNG vehicle fuel station. The hazards are identified and suggested the operation instruction to reduce the relief of LNG vapor.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.191-198
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• 2019

본 논문에서는 주유소에서 초보운전자들이나 박혀있는 고정관념으로 인해 발생하는 혼유 사고를 방지하는 것을 구현하였다. MQ-9 가스 센서를 이용하여 차량 연료용 탱크의 CO 가스 농도를 측정한 후 경유와 휘발유를 감별하여 주유기의 유종과 다를 경우 서보모터를 이용하여 주유기 노즐의 손잡이를 잠가 혼유를 방지할 수 있는 주유기의 혼유 방지 장치에 관한 것이다. 또한 주유를 마치고 세차를 하려는 이용 고객의 시간 절약과 편의성 도모를 하기 위한 세차 시간 표시를 적외선 센서를 이용하여 구현하였다.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.1-8
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• 2011

본 연구에서는 강화되는 자동차 배기가스 규제를 만족시키기 위하여 압축천연가스자동차보다는 배기가스부분에서 유리하고, 아직 상용화되지 않은 수소연료전지자동차의 대안으로서 수소경제의 본격적인 도입을 위한 과도기적 대안연료로 주목받고 있는 수소와 천연가스를 혼합한 연료인 HCNG 충전소의 안전에 관한 동향 및 기술을 분석하였다. HCNG는 기존의 CNG 인프라의 활용, 점점 강화되는 배기가스 배출기준의 충족, 그리고 다가오는 수소시대를 대비하여 수소시대로 가기위한 기술적, 사회적 가교역할을 한다는 점에서 매우 중요한 기회이자 도전이다. 이를 위해 HCNG 상용화에 필수적으로 요구되는 수소-압축천연가스 혼합연료 사용에 대비한 각종 안전 고려사항 들에 대하여 검토하여 국내 사고 이력을 기초로 하여 사고발생시나리오, 안전거리 추가 필요성, 수소침식, 점화원, 화재감지 등의 안전 고려사항을 제시하였고, HCNG 충전소 기술 및 기준에 관한 최근동향을 분석하여 향후 HCNG 충전소 시범 운영을 위한 안전성평가 등 제도적 기반 구축을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권4호
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• pp.255-263
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• 2009

The most concerning issue of these days is the energy crisis caused by increasing threat of dependence on imported oil and volatile market trend. Under these circumstances, the PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) is drawing attention for the next generation's car which could give a chance to decrease the dependence on imported oil and reduce the environmental impact of vehicle. The fueling cost of PHEV, one of the core factor of decision about buying car, should be calculated in the circumstances of Korea to make sure that PHEV has competitive power in real market. The fuel cost saving of PHEV versus CV(conventional vehicle) is simulated and discussed in the condition of increasing gasoline cost, electricity rate, and city-gas rate. In conclusion, the PHEV60-FS shows the best economic feasibility when gasoline price goes up. The PHEV20 has the most stable economic feasibility as electricity rate increases. The fuel cell cogeneration system for RPG could be an alternative for charger of PHEV in the near future.

• 한국가스학회지
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• 제12권4호
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• pp.29-33
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• 2008

본 연구에서는 수소충전소에 대한 교육 및 가상체험 프로그램을 구축하였으며, 수소와 안전모듈, 수소 충전소 모듈, 가상현실 체험공간 모듈 및 전문가 그룹을 대상으로 한 사고 시나리오 모듈 4가지로 구성되었다. 본 프로그램을 통해 사용자는 수소충전소 이론과 운전상태를 간접적으로 체험하고, 수소충전소 관련 정보를 습득할 수 있다. 또한 수소충전소에서 발생이 가능한 다양한 유형의 사고 시나리오 체험과 수소충전소의 안전운전과 사고대응을 위한 emergency response plan 및 standard operating procedure를 습득하여 관련 종사자에게 실질적인 사고발생 메커니즘과 그에 따른 대응방안에 대한 교육 및 안전홍보가 가능하다. 본 연구를 통하여 개발된 버츄얼리얼리티 프로그램은 수소에너지 시장도입에 필수적인 수소충전소 기술개발 및 건설 활성화에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 에너지공학
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• 제28권4호
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• pp.29-34
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• 2019

본 연구에서는 수소 복합충전소에 대하여 정량적 위험성 평가를 실시하였다. 평가대상의 복합충전소는 수소-LPG이며 각 충전소의 설비 구성을 분석하고 위험도를 평가하였다. 최종 위험도는 피해영향과 사고빈도를 고려한 개인적 위험성과 사회적 위험성으로 평가한다. 본 연구의 대상이 된 수소-LPG 충전소에 대한 개인적 위험도 산출 결과, 수소-LPG 형태의 복합충전소는 HSE에서 제안하고 있는 허용 불가수준의 위험지역(> 1×10E-3)은 나타나고 있지 않으며, 작업자와 일반인에 대한 개인적 위험수준이 모두 허용범위 내에 분포하고 있다. 그리고 사회적 위험도 평가에서는 해석대상 모델이 허용 가능한 범위(ALARP, As Low As Reasonably Practicable)의 위험도 분포를 보이고 있다. 보다 향상된 안전성 확보를 위해 위험도 순위화 결과에서 높은 위험도를 보이고 있는 수소 저장용기, 디스펜서, 튜브트레일러 누출 및 LPG의 Vapour 회수 라인 등에 대한 정기적인 점검 및 확인을 권장한다.

• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.67-72
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• 2012

본 연구에서는 압축천연가스 자동차용으로 사용하는 CNG 충전니플의 밀봉성과 밀봉내구 안전성에 관련된 접촉법선응력 및 등가진응력을 유한요소법으로 해석하였다. 기존의 원형 오링과 새로운 더블립 오링에 초기압축률 15%를 가한 상태에서 밀봉력을 해석한 결과에 의하면, 두 곳에서 밀봉작용을 하는 더블립 오링이 한곳에서 밀봉작용을 하는 기존의 원형 오링보다 41% 더 높게 나타남을 알 수 있다. 오링에 초기압축력 15%와 가스압축압력 8MPa을 작용한 상태에서 가스누출 차단 안전성을 비교하면, 기존의 원형 오링보다는 더블립 오링에서 5% 향상된 해석결과를 제시하고 있다. 또한, 오링의 밀봉내구 안전성을 비교한 FEM 해석결과에 의하면, 원형 오링보다는 더블립 오링에서 발생된 최대등가진응력이 10.2%나 더 높게 발생한 것으로 나타났다. 이것은 더블립 오링이 기존의 원형 오링보다는 장수명을 보장할 수 있다는 것이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.12-25
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• 2007

Numerical simulation of the natural gas steam reforming process for on-site hydrogen production in a $H_2$ fueling station was conducted on the basis of process material and heat balances. The effects of reforming parameters on the process efficiency of hydrogen production were investigated, and set-point values of each of the parameters to minimize the sizes of unit process equipments and to secure a stable operability of the reforming process were suggested. S/C ratio of the reforming reactants was found to be a crucial parameter in the reforming process mostly governing both the hydrogen production efficiency and the stable operability of the process. The operation of the process was regarded to be stable if the feed water(WR) as a reforming reactant could evaporate completely to dry steam through HRSG. The optimum S/C ratio was 3.0 where the process efficiency of hydrogen production was maximized and the stable operability of the process was secured. The optimum feed rates of natural gas(NGR) and WR as reforming reactants and natural gas(NGB) as a burner fuel were also determined for the hydrogen production rate of $27\;Nm^3/h$.