미래운송시스템의 주요 에너지원으로서 수소스테이션 현황 및 수소기체 생산을 위한 수전해조 개발

• 영문명: Current Status of Hydrogen Station for the Application of Future Transport System and Development of Electrohydrolysis Stack for Production of Hydrogen Gas
• 발행기관: 한국물류학회
• 저자명: 오영준(Oh Young Joon) 하용황(Ha Yong hwang) 박정섭(Park Jung Sub)
• 간행물 정보: 『물류학회지』제27권 제1호, 87~95쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 경제경영 > 무역학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2017.02.28

국문 초록

물류활동의 중요한 부분을 차지하고 있는 운송의 효율화를 위해서 친환경, 저비용, 고효율의 에너지의 개발은 미래물류의 발전을 위한 중요한 요소로 부각되어 왔다. 물류공동화와 고효율의 엔진의 개발과 운전습관의 개선 등 다양한 모색이 있었지만, 화석에너지의 고갈 및 환경오염의 문제로 인해, 전 세계적으로 새로운 대체에너지원의 개발에 대해 관심이 높아지고 있다. 새로운 대체 에너지의 개발은 물류 운송에도 혁신적인 영향을 끼치게 된다. 태양광, 지열, 풍력 등 다양한 대체에너지 중에서 중요한 차세대 에너지원으로 부각되고 있는 것은 수소 에너지이다. 수소 에너지는 생산에 있어서 물을 원료로 하므로 경제적일 뿐만 아니라 내연기관에서 연소 후에 공해 물질을 거의 배출하지 않고 에너지 밀도가 높아 천연 무공해 에너지로 미래의 중요한 대체 에너지로 인정되고 있다. 본 연구에서는 네오디뮴 영구자석을 적용한 알칼리 방식의 수전해 장치를 이용하여 수소 생산 효율을 살펴보았고, 발생된 수소기체에 대해서 폭압실험을 실시하여 연소 특성을 살펴보았다. 본 실험을 위해 제작한 수전해조는 40℃ 부근의 저온에서, 매우 낮은 농도인 2.5%∼3% KOH 전해액을 이용하여, 80%∼89%의 수소 생산 효율을 보였다. 수전해조에서 제조된 수소기체를 이용하여 폭압실험을 진행할 결과, 폭발의 최고에너지에 도달하는 시간이 880 μs로, 기존의 수소연소의 1320 μs에 비해 33 % 더 짧았다. 즉 별도의 추가적인 에너지원의 도입 없이도 영구자석에서 발생하는 자기력을 이용하여, 수소 에너지의 밀도를 높일 수 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 수소기체를 이용한 새로운 형태의 내연기관 개발에 중요한 기초연구라고 사료되며, 차세대의 중요한 물류수송을 위한 기반 연구라고 사료된다.

영문 초록

One of important part in transport system regarding transport efficiency, development of energy source with eco-friendly, low cost, and high efficiency has paid a lot of attention for future transport system. Although progression of co-transport system, high efficient engine development, and driving-habit correction have been attempted, consumption of fossil energy and environment pollution have strongly driven up to develop new types of alternative energy in the world. Obviously, new types of alternative energy will affect the current transport system. As one of alternative energies, hydrogen energy has attracted high interest among solar energy, geothermal energy, and wind energy. Due to its economic production cost from water lysis, almost no pollutes after combustion in internal engine, and high energy density, hydrogen energy has been considered as one of important future alternative energy. Herein, hydrogen generation efficiency generated via alkaline electrolysis installed with magnetic field was measured, and explosion properties were investigated. The result exhibited 80%∼89% production efficiency using 2.5%∼3% KOH solution at near 40℃. Arriving time to highest pressure after explosion was 880 μs, which was 33% shorter than general hydrogen gas explosion time, 1320 μs. These results means magnetic field installation can increase the energy density without any additional energy input. These studies can be utilized for developing new types of internal combustion engine using hydrogen gas as a basic information and can be considered as a basic result for hydrogen-based transport system.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 수소관련 기술현황 및 선행연구

Ⅲ. 연구방법

Ⅳ. 수소생성 연구결과

Ⅴ. 결 론

참고문헌

키워드

수소에너지 수전해 폭압 자기장 hydrogen energy electrohydrolysis explosion pressure magnetic field