• 자원리싸이클링
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• 제25권1호
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• pp.48-59
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• 2016

화석연료를 사용하는 선박이나 자동차는 $CO_2$가스를 과대하게 발생하므로 지구 온난화에 영향을 주기 때문에 화석연료 대신 수소를 사용하는 수소연료전지자동차(FCV)가 크게 각광을 받고 있다. 우리나라는 현대자동차가 FCV자동차를 미국, 일본, 독일 등의 선진국들의 자동차회사와 경쟁적으로 개발하고 있다. 수소는 제철소의 코크스 공장, 서유화학공장의 부산물로 얻으며, 석탄, 메탄가스 등을 고온에서 증기와 반응시켜서 메탄 수증기개질법과 압력스윙흡착법 또는 막분리형멤브레인개질 법을 이용한 수소분리형개질방법으로 고순도 수소를 제조하거나 물을 전기분해하여 제조한다. 수소는 전자공업, 금속 및 화학공업, 로켓 연료 및 공장, 병원, 가정용 등의 연료전지시스템이나 FCV의 연료로 사용하고 있다. 수소의 저장은 수소용기에 수소를 압축하는 방법과 액화수소로 저장하는 방법이 일반적이고, 최근 수소화물이나 유기화학하이드라이드법으로 저장하여 수소스테이션에 운반해서 사용한다. 우리나라는 현재 13개소의 수소스테이션이 가동 중에 있으며, 향후 43개소를 설치할 계획이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.305-316
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• 2022

화석연료의 고갈과 환경문제의 대안으로 수소에너지가 부각되고 있으며, 자동차 산업에서도 수소차의 보급이 증가하고 있다. 그러나 수소는 가연농도 범위가 4~75%로 넓은 가연영역을 가지고 있어 수소차 사고 시 안전에 대한 우려가 높은 실정이다. 특히, 터널이나 지하주차장과 같은 반밀폐 공간에서는 수소누출에 따른 화재나 폭발이 대형사고를 유발할 가능성이 높기 때문에 수소누출에 따른 가연영역 분석을 통해 수소 안전성에 대한 검토가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 표준단면의 도로터널에서 수소차량의 수소 누출조건과 터널 내 풍속에 따른 수소농도 해석을 수행하여 터널 내 풍속이 가연영역에 미치는 영향을 검토하였다. 수소의 누출조건은 1개의 탱크와 3개의 탱크가 통시에 TPRD를 통해 누출되는 조건과 대형크랙이 발생하여 누출하는 조건으로 하였으며, 터널 내 풍속은 0, 1, 2.5, 4.0 m/s를 고려하였다. 가연영역에 대한 검토결과, 1 m/s 이상의 풍속이 존재하는 경우에는 풍속이 없는 경우와 비교하여 최대 25%수준까지 감소하는 것으로 나타나고 있으며, 풍속증가에 따른 가연영역의 감소효과는 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 특히 대형크랙이 발생하여 약 2.5초 만에 완전히 누출되는 경우에는 풍속이 증가하면 가연영역이 약간 증가하는 것으로 나타나고 있다. 또한 하향 분출되는 경우에 풍속이 작은 차량하부 영역에 수소가스가 상당히 긴 시간동안 잔류하는 것으로 분석되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.241-246
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• 2015

The interest of New Renewable Energy is increasing globally because of the increment of the uncertainty for the energy's supply and demand, and the increment of the frequency in weather anomaly and its damages. One of the New Renewable Energies, Hydrogen receives attention as the future energy that can deal with global environment regulation. Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) is an environment-friendly vehicle that uses Hydrogen as fuel. The electric power for FCEV is generated by chemical reaction with Oxygen from the air and Hydrogen. Hyundai Motor Company (HMC) has developed a proprietary fuel cell system since 2005. In 2012, HMC is the first car maker that mass-produces the ix35 FCEV to the worldwide such as North America, Europe, etc. In order to develop and improve the FCEV technology, data acquisition and analysis of the driving vehicle information is essential. Therefore, the monitoring system is developed, which is consist of datalogger, Automatic Vehicle Location (AVL) server and main server. Especially, WCDMA technology is integrated into the system which enables the data analysis without any restriction of time and region. The main function of the system is the analysis of the driving pattern and the component durability, and the safety monitoring. As a result, ix35 FCEV has successfully developed by using the developed monitoring system. The system is going to take an advantage of development in the future FCEV technology.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.561-564
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• 2007

FCEV uses electric energy which generated from the reaction between Hydrogen and Oxygen in fuel cell stack as driving force. As fossil fuels are exhausted, fuel cell is regarded as a potent substitute for next generation energy source, and thus, most of car-makers make every efforts to develop fuel cell electric vehicle (FCEV). In addition, fuel cell is also beneficial in aspect of environment, because only clean water is produced during chemical reaction process instead of harmful exhausted gas. Generally, Hydrogen is supplied from high-pressured fuel tank, and air blower (or compressor) supply Oxygen by pressurizing ambient air. Air blower which is driven by high speed motor consumes about $7{\sim}8$ % of energy generated from fuel cell stack. Therefore, the efficiency of an air blower is directly linked with the performance of FCEV. This study will present the development process of an air blower and its consisting parts respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.417-420
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• 2006

FCEV uses electric energy generated from the reaction between Hydrogen and Oxygen in fuel cell stack as driving force. As fossil fuels are exhausted, fuel cell is regarded as a potent substitute for next generation energy source, and thus, most of car-makers make every efforts to develop fuel cell electric vehicle (FCEV). In addition, fuel cell is also beneficial in aspect of environment, because only clean water is produced during chemical reaction process instead of harmful exhausted gas. Generally, Hydrogen is supplied from high-pressured fuel tank, and air blower (or compressor) supplies Oxygen by pressurizing ambient air. Air blower which is driven by high speed motor consumes about $7{\sim}8%$ of energy generated from fuel cell stack. Therefore, the efficiency of an air blower is directly linked with the overall performance of FCEV. This study will present developing process of an air blower and its consisting parts respectively.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.942-948
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• 2011

The performance of a supercharger for vehicle using solar cell attached on the exterior of a car, an auxiliary battery, and an air compressor was evaluated in this study. This supercharger is composed of a solar cell of 40W, a battery of 60 Ah, an air compressor of 17 A, 8 $kgf/cm^2$ and an air tank of 8L. It takes about 6 days to charge the battery with the solar cell and the high pressure air of 8L can be supplied about 70 times to engine intake with this battery. The intake pressure increased by about 20~40% with this supercharger. The vehicle power and accelerating performance are enhanced by 87% and 50% each in the low speed range. But the performance improved little in the high speed range because of the rather constant flow rate of air supplied by this type of supercharger.

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.143-147
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• 2015

알루미늄 혹은 플라스틱 라이너에 탄소섬유를 감아서 성형하는 복합재 압력용기가 수소 자동차의 수소연료 탱크로 사용이 확대됨에 따라 사용 시 안전에 대한 규정 제정이 필요하며 그 규정을 뒷바침 할 수 있는 검사장비와 기술 역시 개발되어야 한다. 자동차에 장착하기 전에 제작결함 평가를 통해 수소 자동차에 장착되어야 하고, 취급 중 발생하는 이벤트에 대해서도 고속 자동화 검사를 통해 자동차 정비소의 정비인력, 즉 비파괴평가 전문가가 별도의 교육을 받지 않았어도 즉시 충격과 같은 손상을 평가할 수 있어야 한다. 위 요소는 수소자동차의 대중화를 위해 매우 중요한 기술적 허들이다. 본 연구에서는 수소연료탱크의 충격손상을 검사하는 방법으로 레이저 초음파 기술을 제안하며 충격손상을 탈 부착형 센서헤드를 가진 초음파전파영상화 시스템으로 가시화할 수 있음을 증명한다. 또한 제안한 초음파전파영상화 시스템의 성능은 수소자동차가 대중화되더라도 현장기술로 채택될 수 있음을 뒷받침한다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제32권3호
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• pp.167-190
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• 2023

본 논문은 서베이 데이터를 이용하여 한국의 연료유형에 따른 자동차의 잠재적 수요를 분석한다. 종속변수는 휘발유, 경유, 하이브리드, 전기, 수소를 포함한 향후 희망 자동차 연료유형이며, 주요 설명변수는 응답자의 인구학적 특성과 희망 자동차 연료 유형 선택 시 고려사항, 주성분분석으로 추출한 환경에 대한 인식이다. 다항로지스틱모델을 이용한 분석결과는 다음과 같다. 연비와 운행편의를 고려하는 응답자들의 하이브리드차에 대한 수요는 높아지는 반면에 전기차와 수소차에 대한 수요는 낮아진다. 환경에 대한 부정적인 인식이 있는 응답자들의 휘발유차와 경유차에 대한 수요는 높아지는 반면 전기차에 대한 수요가 낮아진다. 환경에 대한 우려를 표하는 응답자들의 하이브리드차에 대한 수요는 증가하는 반면에 전기차에 대한 수요는 감소한다. 이와 대조적으로, 환경 친화적인 응답자들의 경유차에 대한 수요는 감소한다.

• 에너지공학
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• 제28권4호
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• pp.1-7
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• 2019

최근 수소충전소 수요 증가에 따라, 산업통상자원부는 LPG, CNG, 주유소 등 기존의 자동차용 연료공급시설 내에 융합, 복합의 형태로 수소충전소 설치가 가능하도록 특례고시를 제정·공포하였다. 수소 융복합충전소는 특례기준 제정 이전까지 국내에서 운영된 사례가 없어, 4계절, 일교차와 같은 환경특성을 감안한 실증이 필요하다. 본 연구에서는, 국내 최초로 실증을 위해 설치된 울산 LPG-수소복합충전소의 충전데이터를 수집하여 분석하였다. 충전데이터는 압축기, 저장용기, 디스펜서에서 발생한 시간별 온도, 압력 데이터이며, 계절별 특성을 비교하기 위해 2018년 7월 중 울산 지역의 최고기온 일과 2018년 1월 중 최저기온 일을 포함하여 4계절 충전데이터를 수집하여 비교하였다. 비교결과, 외기온도의 변화가 수소차 차량용기의 초기온도에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이는 최종적으로 차량의 충전시간과 충전속도에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 국내 수소충전소 기준(KGS FP217)과 미국의 충전프로토콜(SAE J2601)에서 제시한 한계온도를 초과한 경우는 없어 차량용기에 대한 영향은 없는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.629-636
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• 2022

국내의 친환경차는 현재 국내 총 등록차량 중 5.8% 비중을 차지하고 있으며, 대표적 친환경 차량 중 하나인 수소차는 정부의 수소 산업 부양 정책을 근간으로 시장에 보급 확대되어 현재 26,719대의 보급량을 기록하며 초년 대비 300배로 성장했다. 따라서, 보급 증가에 따른 수소차에 대한 안전성 검토 및 확보가 다방면에서 확대되어야 하는 시점이다. 본 연구에서는 수소차가 통행하는 반밀폐 공간 중 하나인 도로터널에서 수소차에 의한 제트화염 발생시 내부의 열 피해 영향에 대해 분석하였다. 상용코드인 Fluent를 사용하여 시뮬레이션하였으며, 마제형 터널을 대상으로 상용 수소차의 수소탱크 용량을 고려하여 제트 화염 분사량을 선정하였다. 또한, 제트화염의 방향 및 터널 벽면과의 거리 등을 변수로 하여 연구를 수행하였다. 그 결과로부터 도로 터널 내 제트화염 분출시 방향에 따라 일부 차이가 있으나 차량(분사 노즐) 기준 종방향으로 ±5 m, 인접한 터널 벽면 기준 횡방향 5~7 m 이내에서는 대부분의 구역에서 20 kW/m² 이상의 높은 복사열 방사가 발생되었다.