• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.505-513
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• 2023

Hydrogen infrastructure is expanding. High-capacity hydrogen refueling stations offer advantages because they can refuel a variety of light and heavy-duty vehicles, and multi-port refueling technology is developing to reduce charging time for heavy-duty vehicles. In this study, we suggest directions to lower the risk by analyzing the risk factors for each process involved in the installation of a high-capacity multi-port hydrogen refueling station in Changwon city. We conducted both qualitative and quantitative risk assessments of the equipment to evaluate the station. A hazard and operability study was performed for qualitative risk assessment, and PHAST/SAFETI were used for quantitative risk assessment. Quantitative risk assessment was used to calculate the consequence analysis of the facility to ensure secure design prior to station development and to predict individual and societal risks in various scenarios. As a result, the station's risk level was determined to be as low as reasonably practicable.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.405-410
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• 2020

In this literature, we are introduce a basic design of multi energy hub based on natural gas governor station. Multi energy hub consists of turbo expender generator, phosphoric acid fuel cell, pressure swing adsorption, H₂ charging station, utilities and etc. We design a hybrid energy hub system that provides energy using these complex energies, and calculates the amount of electricity that can be produced and the amount of hydrogen charged through the process analysis. TEG and phosphoric acid fuel cell produce 2,290 to 2,380 kW and can supply electricity to 500 houses. In addition, By-product H₂ gas is refined to H₂ vehicle fuel. This will help maximize the balance of energy demand and supply and improve national energy efficiency by integrating unused decompression energy power generation technology and various power generation/heat source technologies.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.83-89
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• 2024

In order to confirm the safety against vibration of high-pressure fittings for mobile hydrogen charging devices, the natural frequency was confirmed through ANSYS, and vibration data occurring during driving was applied to utilize the vehicle's operating power spectral density data specified in MIL-STD-810H regulations. Fatigue analysis and resonance were confirmed, and as a result, it was confirmed that the sum of the pure phase ratios was less than 1 for the driving history presented in the standard, and there was no risk of resonance.

• 한국가스학회지
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• 제25권4호
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• pp.43-48
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• 2021

본 연구는 가스사고 전문해석 프로그램인 FLACS를 이용하여 진행하였다. 안전성해석 대상인 수소충전소는 압축설비, 저장탱크, 수소 배관 등으로 구성되어있다. 주요 시설 및 구성품의 설계 사양, 수소충전소 주변의 환경 조건 등을 반영한 후 잠재적 위험요인에 대한 안전성해석을 실시하였다. 국내 수소충전소는 2021년 기준 약 70여곳의 충전소가 보급되어있으며, 향후 2040년에는 1200기 도입이 예정되어있다. 수소충전소의 안전한 보급을 위해 잠재적 위험에 의한 발생 가능한 사고를 대비하고자 누출·확산 시나리오를 도출하여 안전성을 검토하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.75-82
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• 2024

In this study, design parameter exploration based on finite element analysis was performed to find the optimal shape of bellows, the key component of compressor-embedded refueling tank for a newly developed hydrogen refueling station capable of high-pressure charging above 900 bar. In the design parametric study, the design variables took into account the bellows shapes such as contour radius and span spacing, and the response factors were set to the maximum stress and the gap in the contact direction. In the shape design of the compressor bellows for hydrogen refueling station considered in this study, it was found that adjusting the contour span is an appropriate design method to improve the compression performance and structural safety. From the selection of optimal design, the maximum stress was reduced to 49% compared to the initial design without exceeding the material yield stress.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.339-350
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• 2024

연구목적: 이 연구는 서울시 10개 수소충전소의 공간적 접근성 분석을 실시하고, 접근이 어려운 지역을 식별하였다. 입지의 형평성과 안전성 측면에서 신규 입지를 추가하여 접근성을 분석을 다시 수행한 후, 개선 효과 비교를 통해 시사점을 도출하는 것을 목적으로 한다. 연구방법: ArcGIS 프로그램의 네트워크 분석 기반의 입지배분(Location-Allocation) 모형과 이용권역(Service Area) 모형을 적용하여 접근이 취약한 지역을 식별하였다. 입지선정 방분석 기반의 입지배분(Location-Allocation) 모형과 이용권역(Service Area) 모형을 적용하여 접근이 취약한 지역을 식별하였다. 입지선정 방법은 부족한 수소충전소에 신속한 도착이 필요한 점을 고려하여 '최소시설 수로 최대수요를 확보하도록 함(Minimize Facilities)' 방법을 적용하였다. 특정한 시간 내의 도착을 위한 한계 거리는 서울시 2022년 평균 차량통행속도(23.1km/h, 서울시 열린데이터 광장)를 적용하여 10분 이동가능 거리인 3,850m과 5,775m(15분) 그리고 7,700m(20분)의 세 가지로 분하여 분석하였다. 신규 입지는 수소충전소 설치에 대한 갈등을 최소화하기 위하여 산업통상자원부의 특례기준1)을 적용하여 기존의 주유소, LPG/CNG 충전소 중에서 수소충전소 추가 설치가 가능한 후보지를 도출하였다. 연구결과: 분석 결과, 최종적으로 상세 현황 검토를 통해 추가 후보지 5개소가 도출되었다. 기존 10개의 수소충전소에 20분 이내 접근이 취약한 지역을 중심으로 상대적으로 안전한 기존 주유소와 LPG/CNG 충전소에 신규 수소충전소 5개소를 설치하면 접근성이 크게 개선됨을 확인할 수 있었다. 그럼에도 불구하고 여전히 접근이 어려운 지역이 있는 것으로 나타났다. 결론: 입지배분모형을 이용하여 수소충전소 접근이 어려운 지역을 식별하고, 설치의 우선순위를 부여한다면 과학적 근거 기반 수소충전소 입지 선정을 위한 의사결정을 지원할 수 있다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.171-180
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• 2023

수소에너지 기술은 4차 산업 시대에서 주목받는 중요한 분야로 수소와 산소를 활용하여 전기 에너지를 생성하는 기술이다. 이 기술을 군사 차량에 적용할 경우, 온실가스 감소, 무소음, 저 진동 및 낮은 발열량의 효과로서 군사적으로 전략적 이점을 얻을 수 있어 다국에서 수소 군사 차량을 위한 연구 중이다. 우리나라 또한 미래 군사 차량에 수소를 적용하고 소형화 및 AI를 통한 스마트화 시키는 미래전을 대비한 전략인 Army Tiger4.0 계획을 수립하였다. 또한 국방부는 군용 수소충전소 설치에 따라 군 내 수소차 보급에도 탄력이 붙을 것으로 예상하여 환경부와의 협력으로 군용 수소충전소를 전국적으로 확충하기 위한 계획을 수립하였다. 하지만 수소는 화재와 폭발 위험물질로 안전한 충전소 구축과 효과적인 관리를 위한 체계적인 제도가 필요하다. 현재 군에서는 지정한 수소충전소 시설의 분류와 설치 조건을 군 시설 설계지침서를 통해 확인하였다. 그 결과, 충전소는 주유 시설로 분류되며 인접 건물과의 최소 안전거리를 2m 이상으로 이격시키는 것만 명시되어 있을 뿐 안전거리에 대한 그 외의 내용은 명시되지 않았다. 폭발의 규모가 큰 수소의 특성을 고려하여 과학적 기법을 통해 사고 피해 범위를 정량적으로 파악하고 피해 거리 밖으로 최소 안전거리를 제시하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.411-420
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• 2023

연구목적: 수소충전소의 위험성 평가의 한계를 보완하고자 운영중 발생 가능한 사고에 대한 안전성 및 사업연속성을 강화하기 위한 방안으로 기업재해경감활동을 적용을 제안한다. 연구방법: 수소충전소 설치 및 운영의 시간 흐름에 따라 위험을 구분하고, 핵심업무를 식별, 위험시나리오를 도출하여 이를 분석, 평가, 처리하는 과정을 통해 위험을 경감, 제거,전가, 수용할 수 있는 기업재해경감활동의 일부적용을 탐구해 보았다. 연구결과:수소충전소 설치전 단계에 시행하고 있는 위험평가는 기존의 연구 결과가 적절히 적용되고 있다. 그러나 운영단계에서 발생 가능한 위험에 대해서는 한계가 있어 몇 가지 예시 시나리오를 가지고 기업재해경감활동을 적용해 보니 안전성과 사업연속성 강화 방안으로 적용이 가능하다는 결과를 도출하였다. 결론:현재 시행중인 수소충전소 위험성평가는 모두 적절하게 활용되고 있다. 그러나 운영단계에서 발생 가능한 위험에 대한 평가와 대응방안으로 다양한 위험시나리오를 적용하는 기업재해 경감활동을 제안한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.89-95
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• 2015

Pollution emission control of the 20th century, for transportation energy, are being enhanced, and then as alternative to this, because hydrogen emit only water gas emissions to be environmentally friendly energy, so hydrogen as a sustainable clean energy is in the limelight. Used in compressed natural gas engines to mix hydrogen and natural gas in both domestic and international technology development and demonstration is being carried out. The hydrogen-compressed natural gas(HCNG) charging infrastructure can be used to build a hydrogen infrastructure in the transitional aspects of a future hydrogen economy society. In this paper, for a demonstration of HCNG charging infrastructure we made and operated a $30Nm^3/h$ hydrogen generating unit and analyzed the result of the operation. We was identified the operating conditions of a reforming reactor and water gas shift reactor from an analysis result, the thermal efficiency was calculated according to the operating conditions of the total hydrogen production process.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.447-455
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• 2023

SAE J2601, hydrogen fueling protocols, proposes two charging methods. The first is the table-based fueling protocol, and the second is the MC formula-based fueling protocol. Among them, MC formula-based fueling protocol calculates and supplies the target pressure and pressure ramp rate (PRR) using the pre-cooling temperature of the hydrogen and the physical parameters of the tank in the vehicle. The coefficient of the MC formula for deriving MC varies depending on the physical parameters of the tank in the vehicle. However, most studies use the MC coefficient derived from SAE J2601 as it is, despite the difference in the physical parameters of the tank applied to the study and the tank used to derive the MC coefficient from SAE J2601. In this study, the MC coefficient was derived by applying the hydrogen tank currently used, and the difference with the fueling performance using the MC coefficient proposed in SAE J2601 was verified. In addition, the difference was confirmed by comparing and analyzing the fueling performance of the table-based method currently used in hydrogen fueling stations and the MC formula-based method using MC coefficient derived in this study.