• Composites Research
• /
• 제21권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2008

복합재 고압 용기는 우수한 기계적 강도를 유지하면서 경쟁적인 무게절감을 얻을 수 있는 복합재의 장점으로 인해 최근에 많이 사용되고 있다. 하지만 고압에서 발생하는 복합재의 기밀 문제(permeability)를 보완하기 위해 금속으로 덧대는 Type 3 형태의 구조로 많이 사용된다. 그러나 복잡한 기하학적 형상, 제조공정 변수 등으로 인해 차입 3 형태의 압력용기를 설계하는 데에는 많은 어려움이 뒤따른다. 따라서 본 연구에서는 이러한 변수들을 고려하는 준측지궤적 알고리즘(semi-geodesic algorithm)과 최적화를 위한 유전자 알고리즘을 적용하여 차입 3 복합재 압력용기의 GUI(graphic user interface) 최적설계 프로그램을 개발하였다. 또한 개발된 프로그램을 이용하여 연료 전지 자동차에 적용되는 350/700 바 수소저장용기에 대해 최적 설계를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권8호
• /
• pp.829-833
• /
• 2012

대체천연가스(SNG)는 에너지 안보 차원에서 에너지 수급 안정화 방안의 하나로 많은 관심을 받고 있다. 또한 HCNG (또는 $H_2CNG$)는 배기가스 내의 유해 성분을 현저히 줄이고 열효율도 높일 수 있어서 내연기관이나 가정용 연료로 사용될 것으로 기대되고 있다. 그러나 SNG나 HCNG에 포함되어 있는 수소는 재료에 침투하여 그 재료의 역학적 특성을 크게 저하시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 SNG나 HCNG를 안전하고 효율적으로 수송 공급하려면 이를 위해 운용되는 인프라의 안전성과 신뢰성 확보가 선결되어야 한다. 본 연구에서는 중공 시험편을 이용한 인장시험법을 통하여 CNG 저장용기용 저합금강이 나타내는 고압 수소 분위기에서의 인장 특성 변화에 대하여 조사하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권12호
• /
• pp.1497-1502
• /
• 2013

수소를 친환경적 에너지원으로 사용하는 경우, 수소 압력용기용 강재의 수소취화 평가 및 안전성에 대한 신뢰성이 확보되어야 한다. 본 연구에서는, in-situ SP 시험법을 적용하여 수소 저장용기로 사용이 검토되고 있는 SA372 강재의 가스 수소취화 거동을 평가하였다. 표면가공 조건을 달리한 시험편을 사용하여 대기압, 고압 수소가스 압력하에서 펀치속도를 달리한 SP 시험을 통해 가스수소 취화 거동을 조사하였다. 그 결과, SA372 강은 가스수소 압력하에서 현저한 수소취화 거동을 나타내었다. 이때 펀치속도에 따른 영향도 명확하게 나타나, 펀치속도가 낮을수록 현저한 수소취화를 나타내 낮은 SP 에너지 값을 나타내었다. 또한 SP 시험 후 파면양상 관찰결과도 펀치속도에 따른 수소취화 거동을 명확하게 나타내었다. 본 가압수소 시험조건에서는 시험편 표면조건의 영향은 명확하게 볼 수 없었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제48권3호
• /
• pp.322-326
• /
• 2010

수소발생용으로 사용되는 $NaBH_4$ 수용액의 저장과정 중에 $NaBH_4$ 안정성에 대해 연구하였다. $NaBH_4$의 안정성을 증가시키기 위해 NaOH와 KOH를 사용하였으며, $NaBH_4$의 저장 중 가수분해반응에 미치는 알칼리와 $NaBH_4$ 농도, 온도 그리고 저장 용기 재질의 영향을 실험하였다. 알칼리농도가 증가할수록 $NaBH_4$가 수용액 중에서 안정화되기 때문에 수소발생 속도가 감소하였다. $NaBH_4$ 농도를 10에서 15 wt%로 증가시켰을 때 안정성이 감소하다 15 wt% 이상으로 농도를 증가시켰을 때는 pH의 증가에 의해 안정성이 증가하였다. $NaBH_4$ 농도를 25 wt%, NaOH 3.0 wt%일 때 수소발생 활성화 에너지 값은 115.1 kJ/mol 로 촉매를 사용했을 때보다 활성화 에너지 값이 1.5~4.0배 높았다. 유리나 스텐리스-스틸에 저장된 $NaBH_4$ 용액의 안정성이 플라스틱에 저장된 $NaBH_4$ 용액의 안정성보다 더 높았다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.231-236
• /
• 2011

지난 2011년 3월의 후쿠시마 원전 사고시 원자로 건물에서의 연쇄적인 수소폭발이 발생하였을 때 관계자들은 제1원전 4호기의 폭발에 더욱 놀랐었는데 이는 그 당시 4호기는 정기보수를 위하여 원자로내 모든 핵연료를 저장조에 보관중이었기 때문이다. 저장조내 냉각수 유실로 노심에서 옮겨진 핵연료가 공기 중에 노출되어 수소가 발생하고 임계가 도달하였다면 더욱 심각할 수도 있기 때문이었는데 다행히 추후에 양호한 냉각수 상태가 확인되어 우려할 상황을 피할 수 있었다. 본 논문에서는 후쿠시마 원전 사고를 계기로 국내 원자력 발전소내 핵연료 임시 저장시설의 안전성과 관련하여 중대사고 관점에서 검토해 보고자 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권6호
• /
• pp.152-161
• /
• 2023

일반적으로 대용량의 수소를 저장하기 위해 사용되는 수직형 원통 용기는 강재로 제작되며, 사용 환경을 고려하여 제작된 받침 콘크리트 상부에 기초 슬래브에 선 설치된 앵커로 고정하는 방식이 사용된다. 이와 같은 방식은 지진과 같은 외력이 작용될 시 정착부에 응력이 집중될 수 있으며, 앵커 및 콘크리트 손상으로 인한 구조물의 전도 피해가 발생할 수 있다. 본 연구는 현장 조사를 통한 실제 운용중인 수직형 수소 저장용기를 특정하여 3차원 유한요소로 모델링하였고, 비 구조 요소의 내진 성능 검토에 사용되는 ICC - ES AC 156의 인공 지진 및 규모 5.0 이상의 국내 기록지진을 적용하여 거동 특성을 분석하였다. 실제 규모로 제작된 구조물을 대상으로 실험을 진행하는 것이 타당하지만 현실적 제약으로 수행하기에 어려움이 있어 해석적 접근 방식을 통하여 대상 구조물의 안전성을 검토하였다. 거동 특성의 경우 지진동에 의해 발생된 구조물의 응답 가속도는 검토되는 지진 하중 대비 평균적으로 10 배 이상 크게 증폭이 되는 것으로 나타났으며, 무게 중심이 위치되는 지점으로 전달될수록 감소되는 경향을 보였다. 취약 부위로 예상되는 하부 시스템(지지 기둥 및 앵커 정착부)의 경우 허용 응력을 만족하는 것으로 나타났지만, 정착을 위한 받침 콘크리트의 쪼갬 및 인장 강도는 허용 응력 대비 약 5 % 정도의 여유만이 있어 이에 대한 대처 방안이 요구된다. 본 논문에서 제시된 연구 결과를 바탕으로 향후 진동대 시험을 통하여 수행이 되는 수소저장 용기 제작에 필요한 설계 하중 및 조건 등의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국가스학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.15-21
• /
• 2012

수소가스의 제트 누출에 의한 확산, 화재, 그리고 폭발에 의한 위험 범위를 분석하고, 안전거리 기준을 설정하기 위한 위험거리를 확산, 화재, 그리고 폭발에 대한 단순한 예측 식들을 제시하였다. 핀홀에 의한 누출과 같은 소량 수소가스 누출속도에 있어서 피해거리는 제트누출 확산에 의한 피해거리가 제트화재에 의한 피해거리보다 크며, 압력의 제곱근에 그리고 누출 홀의 직경에 비례하고 이는 수 십 미터에 이른다. 배관의 완전 파손 또는 저장 탱크의 큰 홀 발생과 같은 대량의 수소가스 누출속도에서는 제트화재의 피해거리가 개방공간의 가스운 폭발에 의한 피해거리보다 크며, 수 백 미터에 이른다. 수소충전소와 건물과의 최소이격거리 즉 안전거리 설정 기준을 대량 수소가스누출 사고시나리오를 기반으로 한다면, 도심지에 수소충전소는 안전거리 기준을 만족시키기 어려울 것이다. 따라서 대량의 수소가스 누출사고를 안전장치들을 통하여 예방하고, 안전거리 기준을 소량의 수소가스누출사고 기준으로 설정 할 수 있다. 그러나 대량누출 가능성이 있는 경우 학교와 병원 등 인구밀집 건물은 수 백 미터의 안전거리를 유지하여야 한다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
• /
• 제6권2호
• /
• pp.133-138
• /
• 2001

In this study, an attempt was made to increase the survival rate of bifidobacteria entrapped in alginate in the gastrointestinal tract, and to investigate the potential industrial applications, for example lyophilized capsules and yogurt. First, the protective effect of various food additives on bifidobacterial survivability was determined after exposure to simulated gastric juices and bile salts. The additives used in this study were skim milk (SM), polydextrose (PD), soy fiber (SF), yeast extract (YE), chitosan (CS), $\kappa$-carageenan ($\kappa$-C) and whey, which were added at 0.6% concentration (w/v) to 3% alginate-bifidobacterial solution. In the simulated gastric juices and bile salts, the protective effect of 0.6% skim milk-3% alginate (SM-A) beads on the survival rate of bifidobacteria proved to be higher than the other additives. Second, the hydrogen ion permeation was detected through SM-A vessel without bifidobacterial cells at different SM concentrations (0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8%, and 1.0%). There were no differences in terms of the pH decrease in SM-A vessels at 0.6%, 0.8%, and 1.0% (w/v) SM concentrations. The survival rate of bifidobacteria in SM-A beads would appear to be related to the SM buffering capacity against hydrogen ions and its tendency to reduce the pore size of bead. In this experiment, the survival rate of bifidobacteria entrapped in beads containing 0.6% SM showed the highest viability after exposure to simulated gastric juices for 3h, thereby indicating that 0.6% SM is the optimum concentration fir 3% alginate bead preparation. Third, the effect of SM-A beads on the freeze-drying and yogurt storage for 10 days was investigated. SM-A beads were found to be more efficient for freeze drying and yogurt storage than untrapped cells and the alginate bead. Consequently, the survival rate of bifidobacteria entrapped in SM-A beads was increased in simulated gastric juices, bile salts and probiotic products, such as lyophilized capsules and yogurt, SM-A beads can be expected to produce high value probiotic products.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.686-692
• /
• 2013

Today, environmental issues have become a matter of worldwide concern. In particular, automobile industries engage in considerable research and investment to develop high-efficiency and ecofriendly cars. Most ecofriendly cars use natural gas or hydrogen gas instead of fossil fuels. In this regard, low-weight and high-pressure vessels have gradually been developed to increase the driving distance of a car. However, most pressure vessels installed in cars develop many defects over time owing to shocks sustained when the car is being driven. Such defects can cause the explosion of the pressure vessel. Therefore it is important to prevent such explosions due to internal defects. The use of shearography for measuring the internal defects of objects afford many advantages. It is a non-contact and non-destructive method, and it is not limited by the object shape. In this study, the internal defect deformation and strain of an aluminum liner that is used in a CNG bus for the fuel storage tank is measured using shearography. It is important to measure the strain and deformation in order to detect defects and repair the pressure vessel. To verify the accuracy of the shearography measurement method, the measurement results of shearography, out-of-plane ESPI, and FEM are compared quantitatively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
• /
• pp.467-470
• /
• 2006

For a mobile application such as cellular phone, micro fuel cells should be extremely compact and thin. RHFC can be an alternative solution because RHFC gives higher power density than DMFC and does not need ahydrogen storage vessel In this paper, RHFC using methanol fuel is made as a novel planar design without a PROX. Both reformer and cell are made closely in a same plate to share the heater of reformer with the cell. The PBI membrane is used in the cell. The reason is that high temperature of reformer can cause a performance drop when perfluorosulfonic acid membrane such as Nafion is used such a high temperature operation also guarantees the higher CO tolerance to MEA catalyst. The cell is designed as an air-breathing type which the cathode of the cell is opened to the air. The commercial Cu/ZnO/Al2O3 steam reformer catalyst is packed in reformer channel. The active area of MEA is $11.9cm^2$ and the peak power density was $27.5mW/cm^2$.