본 실험에서는 α-Al2O3 지지체에 무전해도금을 이용하여 Pd-Ag-Cu 분리막을 제조하였다. Pd, Ag, Cu는 각각 무 전해도금을 통해 지지체 표면에 코팅하였고, 합금의 형성을 위해 무전해도금 중간에 H2, 500°C의 조건에서 18 h 동안 열처리 를 진행하였다. 이를 통해 제조된 Pd-Ag-Cu 분리막은 SEM을 통해 표면을 관찰하였으며, Pd 분리막의 두께는 7.82 μm, Pd-Ag-Cu 분리막의 두께는 3.54 μm로 측정되었다. EDS와 XRD 분석을 통해 Pd-Ag-Cu 합금이 Pd-78%, Ag-8.81%, Cu-13.19%의 조성으로 형성된 것을 확인하였다. 기체투과 실험은 H2 단일가스와 H2/N2 혼합가스에서 실험을 진행하였다. H2 단일가스에서 측정한 수소 분리막의 최대 H2 flux는 Pd 분리막의 경우 450°C, 4 bar에서 74.16 ml/cm2·min이고, Pd-Ag-Cu 분리막의 경우 450°C, 4 bar에서 113.64 ml/cm2·min인 것을 확인하였고, H2/N2 혼합가스에서 측정한 separation factor의 경우 450°C, 4 bar에서 각각 2437, 11032의 separation factor가 측정되었다.

본 연구에서는 수소 자원의 활용도가 높아짐에 따라 수소 저장 용기의 내진 성능을 평가하기 위해 수소 저장 시설을 방문하여 현장 조사를 수행하였다. 외관 조사 중, 수조 저장 용기의 지지부에서 부식이 진행됨을 확인하였고, 이에 대한 대책안 으로 내부식성 재료인 CFRP로 대체하여 성능을 평가, 검증하였다. 이를 위해 현장 조사 결과를 바탕으로 상용 유한요소해석 프 로그램인 ABAQUS를 사용하였으며, 해석 결과 CFRP로 제작된 수소 저장 용기의 지지부는 강재 대비 약 12배 이상 뛰어난 성 능을 보였다. Hashin Damage Criteria를 기반으로 CFRP 지지부의 안전성 검토를 수행한 결과 최대 손상 지수가 0.065로 확인되 었다. 기초부 콘크리트의 경우, 쪼갬 및 휨 인장 응력에 대한 안전성을 검토하였으며, 허용 강도 대비 7~36%의 안전도를 보였 다. 이를 근거로 CFRP를 수소 저장 용기의 지지부에 적용하는 것은 합리적이며, 뛰어난 경제성을 보인다. 다만, 이러한 결과는 수치 해석에 의하므로 실규모 지진동 모사 시험을 통해 해석 모델의 신뢰성을 보충할 필요가 있다.

본 연구는 8주간의 고강도 동계 훈련 시 L-아르기닌 섭취가 남자 대학 태권도 겨루기 선수의 경기수행능력, 젖산, 젖산탈수소효소 및 암모니아에 미치는 영향을 구명하기 위해 L-아르기닌 섭취군 (n=14), 위약군(n=14)으로 구분하여 실시하였다. L-아르기닌 섭취군은 일일 아침 1 g, 점심 1 g, 저녁 1 g으로 총 3 g 섭취하였고 위약군은 말토덱스트린을 동일한 방법으로 섭취하였다. 8주간의 동계 훈련 프로그램은 70-90%HRR로 실시하였다. 측정된 자료의 L-아르기닌 섭취군과 위약군 간의 그룹 및 시기 간 상 호작용 효과는 two-way repeated measures ANOVA, 그룹 내 시기 간 차이는 paired t-test를 사용하였으 며, 그룹 간 차이는 independent t-test를 사용하여 분석하였다. 그 결과 TAAA (Taekwondo-specific aerobic anaerobic agility) test를 통한 경기수행능력 중 평균 발차기 수에서 그룹×시기 간 상호작용 효과 가 나타났으며 그룹 간 주효과가 나타났다(p<.05). 또한, 발차기 피로지수에서 그룹×시기 간 상호작용 효 과가 나타났다(p<.05). 한편, 젖산에서는 시기 간 주효과가 나타났으며(p<.05) 젖산탈수소효소에서 상호작 용 효과 및 시기 간 주효과 나타났다(p<.05). 암모니아의 경우 그룹×시기 간 상호작용 효과가 나타났다 (p<.05). 이러한 결과는 남자 대학 태권도 겨루기 선수의 고강도 훈련 후 피로에 쉽게 노출되는 선수들에게 L-아르기닌 섭취로 인해 체내 피로 유발 물질들을 신속하게 제거하는 데 긍정적인 역할을 할 수 있다고 사료된다. 따라서 고강도 엘리트 태권도 겨루기 운동선수의 경기수행능력 향상과 피로 회복 방법으로 L- 아르기닌 섭취를 권장한다.

The electrification of transportation is expected to greatly contribute to achieving the global climate change target. This study analyzed technological competitiveness in the fuel cell electric vehicle (FCEV) field based on patent family and citation index. Technology analysis was conducted by dividing FECV into six sub-technology areas based on IPC with fuel cell system, fuel cell technology, vehicle system, hydrogen storage and fueling, catalyst technology and etc. The largest number of patents are being filed in the fuel cell system technology field, and the fields with high growth rates over the past 10 years (2012-2022) were vehicle systems (12.4%) and hydrogen storage fuel field(11.5%). As of 2021, among global automakers, Toyota ranks the first in patent applications for FECV followed by Hyundai Motors in Korea, followed by Honda and Audi, with an average annual growth rate of 19.8%, the highest among competitors.

In this study, a numerical analysis study was conducted on the flow characteristics according to the internal flow path change and differential pressure of the hydrogen shut-off valve, and through this, the pressure loss characteristics and flow coefficient of the hydrogen shut-off valve were predicted. ANSYS CFX program was used to predict the flow characteristics of the hydrogen shut-off valve. When the flow path gap was 1.3 mm, the design conditions of the hydrogen shut-off valve were satisfied, and the value of the flow coefficient of the valve was about 1.53. As the inlet pressure of the hydrogen shut-off valve increases, the outlet flow rate increases, but regardless of the inlet pressure, the flow coefficient of the valve is almost constant, ranging from 1.53 to 1.56, indicating that it is the inherent flow coefficient of the designed hydrogen shut-off valve.

Liquified hydrogen is considered a new energy resource to replace conventional fossil fuels due to environmental regulations by the IMO. When building tank for the storage and transportation of liquified hydrogen, materials need to withstand temperatures of -253°C, which is even lower than that of LNG (-163°C). Austenitic stainless steel mainly used to build liquified hydrogen tank. When building the tanks, both the base material and welding zone need to have excellent strength in cryogenic condition, however, manual arc welding has several issues due to prolonged exposure of the base material to high temperatures. Laser welding, which has some benefits like short period of exposure time and decrease of thermal affected zone, is used many industries. In this study, laser bead on plate welding was conducted to determine the laser butt welding conditions for STS 304 and STS 316L steels. After the BOP test, cross-section observations were conducted to measure and compare four bead parameters. These tendency result of laser BOP test can be used as conditions laser butt welding of STS 304 and STS 316L steel.

Decarbonization plays an important role in future energy systems for establishing a zero-carbon society. Hydrogen is believed to be a promising energy source that can be converted, stored, and utilized efficiently, leading to a broad range of possibilities for future applications. Hydrogen can be stored in various forms, including compressed gas, liquid hydrogen, hydrides, adsorbed hydrogen. Among these, liquid hydrogen has high gravimetric and volumetric hydrogen densities. There are a lot of previous studies on thermal behavior of MLI and VCS and optimization insulation system, but research on the insulation performance by varying the head shape of the tank has not been conducted. In this study, thermal-structural coupled analysis was conducted on the insulation system with VCS positioned between two layers of MLI for a liquid hydrogen storage tank. The analysis considered dome shapes (torispherical, circle, ellipses), and heat flux and temperature were derived from thermal analysis to predict insulation performance. Maximum equivalent stress and deformation were calculated from the structural analysis, and the optimal dome shape was proposed.

청정 연료인 수소를 생산하기 위해 현재 가장 널리 사용되는 기술인 증기 개질이다. 이 방법으로 생산된 수소는 일산화탄소와 같은 불순물을 함유하고 있어, 이를 연료전지와 같은 응용분야에 사용하기 위해서는 적절한 정제 과정을 반드 시 거쳐야 한다. 최근 효과적인 정제 방법으로 분리막 기술이 각광받고 있다. 본 연구에서는 수소와 일산화탄소 혼합가스에서 수소 분리 및 회수를 위해 바이오가스 고질화용(biogas upgrading) 상용 폴리설폰(polysulfone) 고분자막의 활용 가능성에 대 해서 평가하였다. 먼저, 사용한 상용막의 물리화학적 특성에 대해서 평가하였고, H2/CO를 이용하여 stage-cut, 운전압력과 같 은 다양한 조건에서의 상용막 모듈의 성능 평가를 진행하였다. 마지막으로, 평가 결과를 바탕으로 공정설계를 위한 시뮬레이 션을 진행하였다. 본 연구에서의 상용 분리막 공정의 최대 H2 투과도와 H2/CO 분리계수는 각각 361 GPU와 20.6을 기록하였 다. 또한, CO 제거 효율은 최대 94%를 나타내었으며, 생산 수소 농도는 최대 99.1%를 달성하였다.

본 연구에서는 중공사형 이산화탄소 분리막 모듈을 사용하여 수소개질기 배가스로부터 이산화탄소 포집을 목적 으로 한 분리막 공정 최적화 연구를 진행하였다. 랩스케일의 소형 분리막 모듈을 사용하여 혼합기체를 대상으로 이산화탄소 순도 90% 및 회수율 90%을 달성하는 2단 공정 조건을 도출하였다. 막 면적이 정해진 모듈의 분리막 공정에서는 스테이지-컷, 주입부 및 투과부 압력에 따라서 포집 순도 및 회수율이 모두 다르게 나타나기 때문에 운전 조건에 대한 최적화가 필수적이 다. 본 연구에서는 다양한 운전 조건에서 1단 분리막에서 보이는 공정 포집 효율의 한계를 확인하고, 높은 순도와 회수율을 동시에 달성하기 위한 2단 회수 공정을 최적화하였다.

직접 메탄올 연료전지(direct methanol fuel cell, DMFC)는 연료의 개질 없이 메탄올 연료를 공급하여 수소이온과 전자 생성을 통해 전류를 생산하는 에너지 변환 장치이다. 현재 DMFC에 적용되고 있는 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 높은 수소이온 전도도와 물리화학적 안정성을 갖는 과불소화계 이오노머를 활용한 PEM이지만, 높 은 메탄올 투과율과 분해 시 발생되는 환경 오염 물질 등의 문제로 인해 신규 소재 개발이 요구되고 있다. 최근 들어, 과불소 화계 이오노머에 비해 낮은 연료 투과율 및 우수한 물리화학적 안정성을 갖는 탄화수소계 고분자 기반 PEM을 DMFC에 적 용하는 연구들이 보고되고 있다. 본 총설에서는 탄화수소계 고분자 기반 PEM 중 1) 친수성/소수성 영역의 뚜렷한 나노 상분 리 구조를 나타내는 가지형 공중합체를 합성하여 수소이온 전도성과 메탄올의 선택도를 향상시킨 연구, 2) 제막 단계에서 가 교 구조를 도입하여 메탄올 투과율을 감소시키고 치수 안정성을 향상시킨 연구, 3) 유/무기계 첨가제 및 다공성 지지체를 도 입하여 성능을 개선한 복합 막 개발 연구에 대해 소개하고자 한다.

In this study, the hydrogen sulfide removal performance of materials that can be used instead of NaOH was evaluated to reduce the amount of NaOH, a harmful substance used in chemical cleaning methods. Three alternative chemical agents were evaluated: commercially available chemical-based CB, enzyme-based EB, and natural substance-based NB. The hydrogen sulfide removal performance evaluation consisted of three lab tests: the EL608 method, a method using a bag, a method using a sensor and a chamber, and a field test conducted on a scrubber in operation in the actual field. As a result of evaluation by the EL608 Method, CB was 92.3% (±2.9%), EB 60.5% (±5.8%), and NB 88.3% (±3.6%), similar or somewhat similar to NaOH (5%) 99.8% (0.1%). In the evaluation of the hydrogen sulfide removal performance using Bag, the Michaelis-Menten coefficient was CB 4.30 and EB 5.30, lower than NaOH 6.60, and the affinity for hydrogen sulfide was evaluated to be stronger. Even in the method using the sensor and chamber, CB and EB showed similar hydrogen sulfide removal performance of NaOH, but NB showed low treatment performance. In the evaluation using the scrubber in the actual field, the treatment efficiency of CB and EB was higher than that of NaOH under all hydrogen sulfide inlet concentration conditions. If microorganisms grow on the packing material filled inside the scrubber, treatment efficiency may decrease. In order to prevent this phenomenon, the microbial growth inhibitory function of alternative materials was evaluated, and CB, EB, and NB were all superior to NaOH. As a result of this study, it was shown that CB and EB can replace NaOH because they have excellent performance in removing hydrogen sulfide and inhibiting microbial growth.