국제해사기구는 국제해운의 온실가스 배출을 줄이기 위한 전략을 채택하였으며, 선박 기인 온실가스 배출을 줄이기 위해 보다 강화된 목표를 설정하고 있다. 액체수소를 기화시켜 연료로 사용하는 고분자 전해질 연료전지는 이러한 규제를 준수하기 위한 유망한 기 술 중 하나로 평가받고 있다. 일반적으로 선박시스템 설계는 선급의 규정에 따라야 하지만 환경규제가 강화됨에 따라 새로운 연료와 시 스템의 도입이 가속화되고 있으며, 이로 인해 규정개발이 기술의 도입을 따라가지 못하는 경우도 발생하고 있다. 이러한 격차를 해소하기 위해, 본 연구에서는 수소 연료가스공급 시스템을 대상으로 위험요소 및 운전분석 기법(HAZOP)과 보호계층분석 기법(LOPA)을 결합하여 신기술의 안전성을 검증하는 방법을 제시하였다. 먼저 HAZOP을 통해 위험 시나리오를 식별하고, LOPA를 통해 정성적인 HAZOP 결과를 정량적으로 보완하였다. 초기사건의 빈도와 독립보호계층(IPL)들의 작동 요구시 고장 확률(PFD)을 계산하였다. 기존 IPL의 적절성을 결정 하기 위해, 예상되는 완화 정도를 가정한 허용기준과 비교하였으며, 필요한 경우, 추가 IPL을 권장하였다. 본 연구를 통해서 HAZOP-LOPA 기법이 조선해양 분야에서 신기술의 안전성을 평가할 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 확인하였다.

Alkaline direct liquid fuel cells (ADLFCs) employing anion-exchange membranes as a fuel barrier have attracted significant attention as promising alternative energy sources. ADLFCs are allowed to use more abundant anode catalysts which are cheaper than the catalyst used in that using hydrogen fuel. In this work, novel pore-filled anion-exchange membranes (PFAEMs) were successfully fabricated by combining a highly porous poly(tetrafluoroethylene) film and cationic polyelectrolytes with structurally stable anion-exchange sites. The results of the membrane characterizations revealed that the optimization in the crosslinking degree and hydrophilicity of membranes should be considered for the successful application of the PFAEMs to ADLFCs. (KETEP)(20153030031720) and (MOTIE) (No. 10047796).

본 논문에서는 MDO기법에 의한 핵연료교환장치의 구조해석 단계 중 핵연료교환장치의 휨 변형을 구하는 재료역학해석을 수행하였다. 이는 액체 금속로(LMR) 핵연료교환장치의 기본설계를 위하여 매우 중요하다. 해석대상 핵연료교환장치의 정적구조는 기 수행한 핵연료교환장치의 기구 동역 학 해석 결과를 활용하였다. 네 가지 핵연료교환동작에 대하여 핵연료 봉의 무게를 100㎏에서 500㎏까지 100㎏씩 증가시켜 휨 변형의 크기를 구하였다. 그 결과 회전 중심 축에서 가장 멀리 있는 핵연료 봉을 교환하는 핵연료교환동작에서 최대 휨 변형이 발생함이 밝혀졌다. 또한 이 최대 휨 변형이 발생하는 핵연료교환장치구조에 대하여 부재의 단면두께를 축소하면서, 또 단면형상을 여러 가지로 바꾸면서 휨 변형크기를 구하여 비교하였다. 비교결과 비교대상 단면형상 중에서 중공직사각형 단면이 최소 휨 변형이 발생하는 최적단면형상임이 밝혀졌다.

액체 금속로(LMIR) 핵연료교환장치의 기본설계를 위해서는 여러 분야(예를 들면, 기구학, 동역 학, 재료역학 등)의 해석을 동시에 수행해야 한다. 그러나 이와 같은 해석들은 각각 별개로 연속적으로 수행되는 것이 아니라, 상호 유기적인 연관을 갖고 수행되어야 한다. 이와 같은 해석에 적합한 기법이 MDO 기법이다. 본 논문에서는 MDO기법에 의한 핵연료교환장치 구조해석의 한 단계로 핵연료교환장치의 기구 동역 학 해석을 수행하여 핵연료 교환장치 작동에 대한 기구운동학적 특성 및 동역학적 특성을 분석하였다. 분석결과 해석대상 핵연료교환장치는 예상한대로 원활하게 작동됨이 확인되었다. 아울러 이 분석 결과를 토대로 핵연료교환장치의 정적 휨 변형을 구하기 위한 재료역학해석에서 요구되는 정적구조를 결정하였다.