• 한국가스학회지
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• 제27권4호
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• pp.116-122
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• 2023

본 연구는 탄소중립 사회 실현을 위해 추진 중인 국제사회(한국, 미국, 유럽, 일본 등)의 수소경제 동향 분석과 더불어, 국민과 밀접한 핵심 수소 사용시설인 기존 구축·운영 중인 기체수소충전소와 향후 구축 예정인 액화수소충전소의 유형별 차이점을 비교·분석하였다. 또한, 정량적 위험성평가 프로그램인 SAFETI를 활용하여 액화수소충전소의 안전성을 분석하고, 조건부 허용영역인 개인적·사회적 위험도와 설비별 위험도 순위를 고려하여 설비 배치 등의 안전성 제고 방안에 대해 제안하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.55-60
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• 2022

As interest in sustainable and eco-friendly energy sources is increasing due to various problems in the carbon society, a hydrogen economy using hydrogen as a main energy source is emerging. While the natural gas reforming method generates carbon dioxide, the water electrolysis method based on renewable energy is eco-friendly. The water electrolysis device currently being developed uses a 2 Nm³/hr class alkaline aqueous solution as an electrolyte and produces hydrogen based on renewable energy. In this study, risk assessment was conducted for these water electrolysis devices

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2026-2031
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• 2007

Hydrogen is receiving much research attention as an alternative substitute for hydrocarbon fuels these days due to its cleanliness and renewability. However, hydrogen should be used with caution because of its high propensity for leak and wide flammable range. This study deals with a situation that hydrogen leaks and then forms a flammable mixture inside 1kW class residential fuel cell. The residential fuel cell was modeled as a box-shaped chamber with vent openings at the top and bottom, filled with various components such as reformer, desulfurizer, fuel cell stack and humidifier. Computational fluid dynamics (CFD) was used to simulate the diffusion, buoyant flow and accumulation of leaked hydrogen in the modeled chamber. From the simulation, the risk region vulnerable to flame was identified and the methods to minimize such hazardous region was discussed. When the vent openings are 1% of the total surface, as the quantity of hydrogen leakage increases the risk regions increases accordingly. As the vent openings of the total surface increased from 1% to 2.3%, averaged hydrogen mole fraction is under 1% in the system.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.61-66
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• 2022

In order to introduce the hydrogen economy and increase supply, research in the field of hydrogen production is being actively conducted. Among the hydrogen production methods, the method of steam reforming from natural gas and producing it currently accounts for about 50% of the global hydrogen production. In the method of steam reforming process, hydrogen can be produced by adding a reformer to an existing natural gas supply pipe. Because of these advantages, it is evaluated as a realistic production method at present in Korea, where the city gas supply chain is well established. But there is concern in that it is highly likely to be installed in downtown areas and residential spaces. In this study, the risk of the process of steam reforming to produce hydrogen was reviewed.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.609-619
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• 2014

In the present study, the frequency of the undesired accident was estimated for a quantitative risk assessment of a large-scale hydrogen liquefaction plant. As a representative example, the hydrogen liquefaction plant located in Ingolstadt, Germany was chosen. From the analysis of the liquefaction process and operating conditions, it was found that a $LH_2$ storage tank was one of the most dangerous facilities. Based on the accident scenarios, frequencies of possible accidents were quantitatively evaluated by using both fault tree analysis and event tree analysis. The overall expected frequency of the loss containment of hydrogen from the $LH_2$ storage tank was $6.83{\times}10^{-1}$times/yr (once per 1.5 years). It showed that only 0.1% of the hydrogen release from the $LH_2$ storage tank occurred instantaneously. Also, the incident outcome frequencies were calculated by multiplying the expected frequencies with the conditional probabilities resulting from the event tree diagram for hydrogen release. The results showed that most of the incident outcomes were dominated by fire, which was 71.8% of the entire accident outcome. The rest of the accident (about 27.7%) might have no effect to the population.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.10-17
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• 2019

국내 친환경 수소차 보급 정책에 따라 수소차와 수소충전소 인프라 개발에 대한 관련 업계의 연구는 활발하게 진행 중이다. 반면에 수소차와 수소충전소의 내구성 및 신뢰성에 직접적인 영향을 주는 기밀용 비금속 소재(라이너, 씰, 개스킷 등)의 위험성 평가 및 재료에 관한 실증 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 FMEA를 활용하여 고압 수소 설비에 사용되는 비금속 부품의 라이너와 씰에 대한 위험요소를 도출한 후 심각도, 발생빈도, 검출도 등급을 점수로 환산하여 RPN값을 산정하였다. RPN의 최대값 600, 최소값 63, 평균값이 278.5로 산출되었으며, 라이너와 씰에 대한 주기적인 관리가 중요함을 확인하였다. 더불어 비금속 고무제품에 대한 수소침지와 산소노화시험을 통해 기초 자료로 활용 가능한 물리적 실험값을 제시하고자 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.356-362
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• 2022

수소 기술과 관련된 연구는 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 우리나라도 수소경제 강국으로 도약하기 위해 기술개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 특히, 세계 수소차 보급률 1위가 그 증거이다. 그러나 수소차의 인프라인 수소충전소 구축이 지연되고 있다. 지연요인은 대중들의 반대가 가장 크다. 이와 같이, 대중들의 지지를 받지 못한 정책은 성공적으로 실현될 수 없고, 지속가능하지 않다. 따라서 이 연구에서는 수소충전소를 찬성하고 반대하는 수용성에 미치는 요인을 분석하고자 한다. 연구방법으로는 선행연구를 검토하여 수용성에 미치는 기초요인을 파악하였고, 설정된 요인을 바탕으로 설문을 설계하고 조사하였다. 설문에 대한 타당도와 신뢰도를 검증하였으며, 상관분석을 통해 가설을 검증하였다. 그리고, 구조방정식 모델링을 사용하여 수소충전소 수용성에 미치는 요인 모델을 개발하였다. 연구 결과로 수용성을 사적수용성과 공적수용성으로 구분하였으며, 사적수용성의 경우에는 환경에 대한 태도와 수소충전소에 대한 지식의 정도가 높을수록, 수소충전소에 대한 위험을 느끼는 정도가 적을수록 수용성이 크다는 것을 확인하였다. 그리고 공적수용성의 경우에는 이익이 많고, 환경에 대한 태도가 좋을수록, 위험을 감수하는 개인의 특성이 적을수록 수용성이 크다는 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 수소충전소 등 국가정책 시행 시 주민들의 수용성 제고 방안을 모색하는 기초자료로써 제공하고, 과학적인 소통의 분석자료로 활용될 것을 기대한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.660-673
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• 2022

In achieving carbon neutrality and the hydrogen economy, the estimation of H₂ cost is critical in terms of CCU technologies. This study analyzes LCOH of hydrogen produced by the carbon utilization unit with methane reforming and CO₂ from thermal power plant. LCOH for H₂ made with CO is estimated in three ways of Joint Cost Allocations with financial performance risk assessment. Regarding cost analysis, the zero value of LCOH is $6,003/ton. We found that the CCU technology has economic feasibility in terms of profitability. The sensitivity analysis result shows that the input ratio is more influential to the LCOH than other variables. Risk analysis presents the baseline price of zero value of LCOH - $8,408/ton, which is higher than the cost analysis - $6,003/ton. Mainly, the price variability of natural gas primarily affects the LCOH. The study has significant value in analyzing the financial performance risks as well as the cost of H₂ produced by a Plasma-based CCU system.

• 한국가스학회지
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• 제27권4호
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• pp.110-115
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• 2023

부생가스 발생 및 이용현황보고서(2015)에 따르면 철강 사업에서 나오는 부생가스는 국내 연간 8,000만톤으로 추정된다. 이를 정제할 경우 다량의 수소 생산이 가능하여 수소 정제시설과 관련해 활발한 연구 개발이 진행 중이다. 본 연구에서는 부생가스 기반 수소 정제시설의 구성요소를 분석하고 위험요인을 조사하여 정량적 위험성 평가(QRA)를 실시하였다. 위험도 분석 결과는 허용 가능 수준으로 도출되었으며 수소의 위험성을 고려한 시설물의 안전성 향상을 위한 기초자료로 활용할 예정이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.166-173
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• 2017

For commercialization of hydrogen refuelling station (HRS), we need to reduce the clearance distance for jet fire in the real entities in the HRS. Thus, we revisited the current regulations of clearance distance for jet fire in the law. The law in korea has been set up by replica of japan, not by our own scientific basis. Recently, sandia lab developed Hydrogen Risk Assessment Model (HyRAM) tools and we simulated a series of circumstances such as 10 to 850 bar with several leak hole sizes. In 850 bar with 10 mm diameter hole leak cases, it shows $4,981kW/m^2$ at 12 m separation from leak source and $1,774kW/m^2$ at 17 m separation from leak source. In 850 bar with 1 mm diameter leak hole, it shows $0.102kW/m^2$ at 12 m separation and $0.044kW/m^2$ at 17 m separation. Current law may be acceptable with 1 mm hole size with 850 bar.