• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.85-99
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• 2024

수소전기차의 보급 확대가 빠르게 이루어지며 수소충전소의 모델 또한 다양화되고 있다. 이에 따라 종류별 수소 충전소의 안전에 대한 이슈가 대두되고 있다. 본 연구에서는 승용·버스·트럭 등 다차종 동시 수소충전이 가능한 수소 스테이션의 정량적 위험성평가를 진행하였다. 정량적 위험성평가에 범용적으로 사용되는 Gexcon 사(社)의 Effects&Riskcurves Software를 활용하여 수소 누출에 따른 화재, 폭발 등의 시나리오를 부여하였다. 이를 통해 복사 열, 폭발 과압에 의한 피해 영향 거리를 계산해냈으며, 주변 건물 및 인구에 미치는 위험도를 측정하였다. 피해 영향 거리가 가장 크게 나타난 것은 충전설비 및 고압 압축가스 설비의 화재 및 폭발이었으며 개인적 및 사회적 위험도에 가장 크게 기여한 설비는 고압 압축가스 설비로 나타났다. 이에 따라 충전설비 및 압축가스 설비에 대한 안전거리를 보수적으로 책정하며 적절한 방호조치를 설치한다면 수소 누출 사고 발생 시 인적·물적 피해 최소화에 기여할 수 있을 것으로 검토된다.

• 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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.505-512
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• 2019

According to the "hydrogen economy roadmap" announced recently by the government, fuel cell electric vehicle diffusion and hydrogen refueling station construction are actively being carried out to prepare for the hydrogen economy era. The station will be expanded by introducing various charging station models such as hydrogen complex charging station, package, and mobile. Accordingly, the study on the safety demonstration of the charging station and related regulations should be compromised. The purpose of this study is to collect monitoring data during charging according to the distinct four seasons in Korea, and to use it as safety demonstration data by analyzing the charging status, charging rate and charging time during charging.

• 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 $27\;Nm^3/h$.

• 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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.263-271
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• 2006

In this study, $20\;Nm^3/hr$ scale compact hydrogen generator which can be apply to the hydrogen station was manufactured and tested. The design of $20\;Nm^3/hr$ scale compact hydrogen generator was upgraded on the base of $5\;Nm^3/hr$ scale plate hydrogen generator concept stacking the plate reactors. Ideas for improving system efficiency such as heat recovery from the exhaust, exhaust duct which is especially design for plate type reactor, reinforcement of insulation, enlargement of heat exchange area of reactor, introduction of desulphurizer reactor and PROX rector in a compact design etc. were applied. From the performance test, we can learn that the $20\;Nm^3/hr$ scale compact hydrogen generator can be operated steadily at 100% road condition and the methane conversion of over 94%(at S/C=3.75) was obtained. This result shows that the concept of plate type hydrogen generator can be scale-up to the $20\;Nm^3/hr$ scale and fit for hydrogen generator for on site hydrogen station application.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.232-239
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• 2022

This study performed qualitative and quantitative risk assessment of equipment for evaluating the protocol of hydrogen refueling stations and suggested measures to improve safety. Hazard and operability study was performed for qualitative risk assessment, and Hy-KoRAM was used for quantitative risk assessment. Through a qualitative risk assessment, additional ventilation devices were installed, simultaneous venting of the storage container was prohibited, and the number of repeated refilling of the evaluation equipment was identified to manage the number of fillings of the container. Through quantitative risk assessment, the area around the device was set as a restricted area when evaluating the station, and measures were suggested to reduce the frequency of accidents.

• 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.

• 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.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권8호
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• pp.82-90
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• 2019

We propose an equivalent model of a sintered metal mesh filter calculated by Ergun's equation and polynomial regression for the CFD analysis of breakaway devices at a hydrogen fueling station. CFD analysis of filters that cause high pressure loss is essential because breakaway devices in high-pressure hydrogen conditions require low pressure loss. A differential pressure experiment with a filter was performed in a low-pressure air condition considering similarities. An equivalent model was developed by deriving the resistance value by the polynomial regression using the experimental results. The results of CFD analysis using the equivalent model show that there was almost no error in the operating condition of the breakaway device compared to the experimental results. Through this work, we believe that the proposed equivalent model of a filter can be applied to the analysis of breakaway devices in hydrogen fueling stations. We will study how to optimize the shape and position of the filter in breakaway devices using the developed equivalent model.