Water electrolysis holds great potential as a method for producing renewable hydrogen fuel at large-scale, and to replace the fossil fuels responsible for greenhouse gases emissions and global climate change. To reduce the cost of hydrogen and make it competitive against fossil fuels, the efficiency of green hydrogen production should be maximized. This requires superior electrocatalysts to reduce the reaction energy barriers. The development of catalytic materials has mostly relied on empirical, trial-and-error methods because of the complicated, multidimensional, and dynamic nature of catalysis, requiring significant time and effort to find optimized multicomponent catalysts under a variety of reaction conditions. The ultimate goal for all researchers in the materials science and engineering field is the rational and efficient design of materials with desired performance. Discovering and understanding new catalysts with desired properties is at the heart of materials science research. This process can benefit from machine learning (ML), given the complex nature of catalytic reactions and vast range of candidate materials. This review summarizes recent achievements in catalysts discovery for the hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER). The basic concepts of ML algorithms and practical guides for materials scientists are also demonstrated. The challenges and strategies of applying ML are discussed, which should be collaboratively addressed by materials scientists and ML communities. The ultimate integration of ML in catalyst development is expected to accelerate the design, discovery, optimization, and interpretation of superior electrocatalysts, to realize a carbon-free ecosystem based on green hydrogen.
LEE, TAECK HONG;KANG, BYOUNG WOO;LEE, EUN WOUNG;BAE, CHUNG JIN
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.28
no.3
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pp.279-286
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2017
Korea government decides to build one hundred hydrogen refueling stations (HRS) until 2020 and tries to disseminate HRS and boosts HRS market in korea. Naepo HRS in chungnam province has been operated for last one full year of 2016 and recorded 2,520 times full charge for the hydrogen fuel cell powered vehicles and total 6,016 kg hydrogen fueling for the 25 units of hydrogen fuel cell powered vehicles. Raw fuel of hydrogen from tube trailer measured by pressure, converting into weight of hydrogen and shows 19.6% surplus with final charged weight by dispenser. This result is caused measuring errors. Measured charged errors between dispenser and Mass flow meter was determined 13.13%.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.22
no.6
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pp.852-858
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2011
This paper is aiming to estimate the mutual influence of the stack cooling performances with the operation modes of the thermal management system for the hydrogen fuel cell vehicles. The heat capacity of the thermal management system was measured by varying the operating modes such as stack cooling heat exchanger only (Mode 1), stack cooling and electric devices cooling heat exchangers (Mode 2), and stack cooling and electric devices cooling heat exchangers with an operation of the condenser (Mode 3).As the results, Performance of the thermal management system (TMS) at Mode 3 decreased up to 34.0%, compared with the result of the Mode 1. In addition, in order to optimize the performance of TMS, the entropy change of stack cooling heat exchanger using irreversibility analysis technique was analyzed with the relationship between entropy generation and entering air velocity of the thermal management system.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.17
no.3
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pp.286-292
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2006
Chlamydomonas reinhardtii is a green algae that can use light energy and water to produce hydrogen under anaerobic condition. This work reports the effect of limiting factors on hydrogen production in sulfur deprived anaerobic C. reinhardtii culture. In order to confirm the relationship between hydrogen production and limiting factors such as residual PSII activity and endogenic substrate degradation, the increase in chlorophyll concentration and the decrease in starch concentration was investigated during sulfur deprivation. The overall hydrogen production increased depending on cell density in range of $0.4{\sim}0.96\;g$ DCW/l. At this time, the increase in chlorophyll concentration during 24 h after sulfur deprivation increased in proportion to hydrogen production, however, the decrease in starch concentration was not proportional to that. Therefore, hydrogen production under sulfur deprivation using green alga was closely associated with the residual PSII activity than the endogenic substrate degradation.
SO JEONG JANG;DAE WOONG JUNG;JEONG YEOL KIM;YONG WOO HWANG;HEE KYUNG AN
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.35
no.2
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pp.175-184
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2024
This study focuses on investigating the importance of managing greenhouse gas emissions from global energy consumption, specifically examining domestic targets for clean hydrogen production. Using life cycle assessment, we evaluated reductions in global warming potential and assessed the carbon neutrality contribution of the domestic hydrogen sector. Transitioning from brown or grey hydrogen to blue or green hydrogen can significantly reduce emissions, potentially lowering CO2 equivalent levels by 2030 and 2050. These research findings underscore the effectiveness of clean hydrogen as an energy management strategy and offer valuable insights for technology development.
Since the Paris climate agreement, reducing greenhouse gases has been the most important global issue. In particular, it is necessary to reduce fossil fuels in the mobility sector, which accounts for a significant portion of total greenhouse gas emissions. In this paper, we investigated the economic feasibility of green mobility energy supply chains, which supply hydrogen as fuel to hydrogen vehicles based on electricity from renewable energy sources. The design and operation costs were analyzed by evaluating nine scenarios representing various combinatorial possibilities such as renewable energy generation, hydrogen production through water electrolytes, hydrogen storage and hydrogen refueling stations. Simulation calculations were made using Homer Pro, widely used commercial software in the field. The experience gained in this study could be further utilized to construct actual hydrogen energy systems.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.33
no.5
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pp.515-524
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2022
In this study, the on-site hydrogen production process for refueling stations that were not energy-optimized was improved through exergy analysis and heat exchange network synthesis. Furthermore, the process was scaled up from 30 Nm3/h to 150 Nm3/h to improve hydrogen production capacity. Exergy analysis results show that exergy destruction in the SMR reactor and the heat exchanger accounts for 58.1 and 19.8%, respectively. Thus, the process is improved by modifying the heat exchange network to reduce the exergy loss in these units. As a result of the process simulation analysis, thermal and exergy efficiency is improved from 75.7 to 78.6% and 68.1 to 70.4%, respectively. In conclusion, it is expected to improve the process efficiency when installing on-site hydrogen refueling stations.
In this paper, we carried out the process modelling and economical analysis of the 500 kg-H2/d-class green hydrogen production system process based on biomethane from the Food Bio Energy Center in Chungju. As a result of economic analysis, the NPV(Net present value) after 15 years of operation is 3.831 billion won, the PI(Profitability index method) is 1.42. It was found that the project of 500 kg-H2/d-class green hydrogen production system has a 20.25% of IRR, which is higher than social discount rate of 4.5% and feasibility is ensured.
Algae is an abundant and potential fermentation substrate. The enzymatic hydrolysis of algae was investigated by pre-treating an alkaline hydrogen peroxide with commercial cellulase and viscozyme. Algae used in this study was the Ulva pertusa. The evaluated response was the yield of released glucose after the enzymatic hydrolysis. Alkaline hydrogen peroxide containing mixtures of 1 wt% hydrogen peroxide and 1~1.75 wt% sodium hydroxide was also used. The results show that the highest glucose conversion was obtained for Ulva pertusa using 5 wt% hydrogen peroxide at $60^{\circ}C$ for 3 h. The required amount of enzymes after the pre-treatment with alkaline hydrogen peroxide were reduced by far compared to that of untreated Ulva pertusa. Also, the amount of glucose that is released during the enzymatic hydrolysis was increased.
KIM, DONG-HWAN;LEE, SU-MIN;JOE, CHOONG-HEE;KANG, SEUNG KYU;HUH, YUN-SIL
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.31
no.6
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pp.605-613
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2020
In July and October of this year, the government announced the 'Green new deal plan within the Korean new deal policy' and 'Strategies for proliferation of future vehicles and market preoccupation'. And, in response to changes in the global climate agreement, it has decided to expand green mobility such as electric vehicles and hydrogen electric vehicles with the aim of a "net-zero" society. Accordingly, the goal is to build 310 hydrogen refueling stations along with the supply of 60,000 hydrogen vehicles in 2022, and the hydrogen infrastructure is being expanded. however, it is difficult to secure hydrogen infrastructure due to expensive construction costs and difficulty the selection of a site. In Korea, it is possible to build a mobile hydrogen station according to the safety standards covering special case of the Ministry of Industry. Since the mobile hydrogen station can be charged while moving between authorized place, it has the advantage of being able to meet a large number of demands with only one hydrogen refueling station, so it is proposed as a model suitable for the early market of hydrogen infrastructure. This study demonstrates the establishment of a hydrogen refueling station by deriving a virtual accident scenario for leakage and catastrupture for each facility for the risk factors in a mobile hydrogen station, and performing a quantitative risk assessment through the derived scenario. Through the virtual accident scenario, direction of demonstration and implications for the construction of a mobile hydrogen refueling station were derived.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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