수소생산 저장 액화 충전 수소연료전지 선박
도서명:수소생산 저장 액화 충전 수소연료전지 선박
저자/출판사:김병수/GS인터비전
쪽수:855쪽
출판일:2024-02-10
ISBN:9791155764459
목차
Chapter 1. 수소생산시스템
1.1 수소의 특성
1.1.1 수소의 물리적ㆍ화학적 특성
1.1.2 수소의 에너지 보유량
1.1.3 수소 취성(Embrittlement)
1.1.4 수소 누출
1.1.5 액화수소(Liquid Hydrogen)
1.1.6 가연성
1.1.7 가연성 희석재(Diluents) 및 억제재(Inhibitors)
1.2 수소 생산의 방식과 종류 및 청정에너지 분류
1.2.1 수소 생산의 방식과 종류
1.2.2 수소 생산 방식에 따른 청정에너지 분류
1.3 천연가스 수증기 개질(Steam Reforming)
1.3.1 사전 불순물 제거 공정 및 사전 수증기 개질 공정
1.3.2 수증기 개질(Steam Reforming) 공정
1.3.3 수성가스 전환ㆍ합성가스 열교환 냉각 공정ㆍCO₂ 포집 공정
1.3.4 수소 정제 공정(PSA, Pressure Swing Adsorption)
1.4 석탄 가스화(Coal Gasification)
1.4.1 미분탄 가공ㆍ건조 공정ㆍ산소 분리 공정
1.4.2 석탄 가스화 반응기ㆍ냉각 공정
1.4.3 수성가스 전환 공정ㆍ합성가스 열교환 냉각 공정ㆍ불순물 제거 공정ㆍCO₂ 분리ㆍ포집 공정
1.5 천연가스 수증기 개질ㆍ석탄 가스화의 탄소 포집ㆍ저장ㆍ재활용 시스템
1.5.1 탄소 포집(Carbon Capture) 방식의 종류
1.5.2 MEA(Mono-Ethanol Amine) 방식 탄소 포집 시스템
1.5.3 탄소 압축ㆍ제습 공정
1.5.4 탄소 운송
1.5.5 탄소 영구 저장
1.5.6 탄소 재활용
1.5.7 탄소 저장ㆍ재활용 프로젝트 현황
1.6 물 전기분해(Water Electrolysis)
1.6.1 알칼라인(Alkaline) 방식
1.6.2 PEM(Proton Exchange Membrane, 고분자 전해질막) 방식
1.6.3 SOEC(Solid Oxide Electrolysis Cell, 고체 산화물) 방식
1.6.4 물 전기분해 방식별 장단점
1.6.5 태양광 및 풍력 발전 등 신재생에너지와 연계한 그린수소 생산시스템
1.7 원자력
1.7.1 SI(Sulfur-Iodine) 방식
1.7.2 HyS(Hybrid-Sulphur 또는 황-전기분해 Hybrid) 방식
1.7.3 SOEC 방식
1.8 수소 생산 방식별 생산ㆍ저장ㆍ유통 원가 현황 및 2030년 예측
1.8.1 수소 생산 방식별 탄소 배출 및 생산원가 현황
1.8.2 수소 생산 원가의 경제성 확보 수준 분석
1.8.3 수소 생산 방식별 생산 원가 목표 및 2030년 예측
1.8.4 수소 저장ㆍ유통 비용 현황
1.8.5 수소 생산ㆍ저장ㆍ유통 원가 2030년 예측
Chapter 1. 참고문헌 및 표ㆍ그림 인용문헌
Chapter 2. 수소저장시스템의 종류 및 특성
2.1 수소에너지 저장 특성
2.1.1 수소 LHV 및 HHV
2.1.2 수소 에너지 보유량
2.2 수소저장시스템 성능 및 제조 원가 목표
2.2.1 수소저장시스템 기술 과제
2.2.2 수소저장시스템 성능 및 제조 원가 목표
2.3 수소저장시스템의 종류 및 특성
2.3.1 고압저장 방식
2.3.2 액화저장 방식
2.3.3 수소저장물질 저장 방식
2.3.4 금속수소화물 저장 방식
2.3.5 화학적 물질 저장 방식
2.3.6 흡착제 물질 저장 방식 : 금속유기골격체(MOFs, Metal Organic Frameworks)
2.4 수소저장시스템별 용량ㆍ성능ㆍ제조 원가ㆍ장단점 비교
2.4.1 수소저장시스템별 용량ㆍ성능ㆍ제조 원가 비교
2.4.2 수소저장시스템별 상용화 추진 현황
2.4.3 수소저장시스템별 장단점 비교
Chapter 2. 참고문헌 및 표ㆍ그림 인용문헌
Chapter 3. 고압수소 저장시스템
3.1 수소 압축 특성 및 고압수소저장시스템의 개념
3.1.1 수소 압축 특성
3.1.2 고압수소저장시스템 구성ㆍ충전 및 공급 프로세스 개념도
3.2 고압수소저장탱크의 종류 및 특성
3.2.1 고압수소저장탱크의 종류
3.2.2 고압수소저장탱크의 용도 및 특성
3.3 고압수소저장시스템 구성 장치의 종류 및 계통도
3.3.1 솔레노이드밸브(Solenoid Valve)
3.3.2 레귤레이터(Regulator, 압력조절장치)
3.3.3 온도감응식 압력배출장치(TPRD, Thermally Activate Pressure Relief Device)
3.3.4 과류방지밸브(EFV, Excess Flow Valve)
3.3.5 차단밸브(Shut-Off Valve)
3.3.6 체크밸브(Check Valve)
3.3.7 기타 장치
3.3.8 탱크 연결 밸브 패키지
3.3.9 자동차 고압수소저장시스템 계통도
3.4 고압수소저장시스템의 제조 원가 및 품질사고 분석
3.4.1 고압수소저장시스템 제조 원가 분석
3.4.2 고압수소저장시스템 품질사고 분석
3.5 고압수소저장시스템의 인증
3.5.1 국내 및 해외 인증 규정
3.5.2 국내 인증 법령 상세 내용
Chapter 3. 참고문헌 및 표ㆍ그림 인용문헌
Chapter 4. TYPE ⅢㆍⅣ 복합재 탱크 설계 제조ㆍ인증
4.1 TYPE ⅢㆍⅣ 복합재 탱크 설계
4.1.1 TYPE ⅢㆍⅣ 복합재 탱크 구성 품목
4.1.2 TYPE ⅢㆍⅣ 복합재 탱크 설계 프로세스
4.1.3 복합재 탱크 부피ㆍ중량 계산
4.1.4 복합재 탱크 강도ㆍ두께 계산
4.1.5 넷팅(Netting) 해석 및 복합재 탱크 와인딩(Winding) 설계
4.1.6 복합재 탱크 유한요소해석 모델링
4.1.7 복합재 탱크 파열 기준 이론(Failure Criteria Theory)
4.1.8 복합재 탱크 와인딩 상세 설계
4.1.9 복합재 탱크 와인딩 궤적(Winding Trajectory) 최적화
4.1.10 복합재 탱크 돔 보강 설계
4.1.11 복합재 탱크 유한요소해석
4.2 TYPE ⅢㆍⅣ 복합재 탱크 제조 공정
4.2.1 탄소섬유(Carbon Fiber)
4.2.2 수지(Resin)
4.2.3 필라멘트 와인딩(Filament Winding) 제조 공정
4.2.4 복합재 탱크 제조 공정
4.3 TYPE ⅢㆍⅣ 복합재 탱크의 국내 인증
4.3.1 해외 규격 인정
4.3.2 제조 기술 기준
4.3.3 설계 단계 검사
4.3.4 생산 단계 검사
Chapter 4. 참고문헌 및 표ㆍ그림 인용문헌
Chapter 5. 액화수소생산시스템
5.1 액화수소생산시스템 공정 기술
5.1.1 올소(Ortho)수소의 파라(Para)수소 변환 기술
5.1.2 린데-햄프톤(Linde-Hampton) 사이클
5.1.3 클로드(Claude) 사이클
5.1.4 콜린스(Collins) 사이클
5.1.5 헬륨-브레이튼(Helium-Brayton) 사이클
5.1.6 올소-파라수소 변환기(Ortho-Para Hydrogen Conversion Reactors)
5.2 액화수소생산플랜트 개발 및 기술 개발 방향
5.2.1 유럽 IDEALHY 대용량 액화수소생산플랜트 개발
5.2.2 LNG 냉열 활용 액화수소생산플랜트 개발 사례
5.2.3 소용량 액화수소생산공정 기술 개발
5.2.4 액화수소생산공정 기술 개발 방향
5.3 액화수소생산플랜트 구성 장치의 종류 및 특성
5.3.1 터보팽창기(Turbo Expander) 특성 및 설계
5.3.2 터보압축기(Turbo-Compressor)
5.3.3 플레이트핀 열교환기(Plate Fin Heat Exchanger) 특성 및 설계
5.3.4 콜드 박스(Cold Box)
Chapter 5. 참고문헌 및 표ㆍ그림 인용문헌
Chapter 6. 액화수소저장시스템
6.1 액화수소저장시스템 구성 장치의 종류 및 특성
6.1.1 액화수소저장시스템 구성 장치 및 계통도
6.1.2 압력배출밸브ㆍ파열 디스크 등 수소 배출 장치 및 환기 장치
6.1.3 진공 펌프(Vacuum Pump)
6.1.4 이중 구조 진공 단열(Double Wall Vacuum Insulation) 배관시스템
6.2 액화수소저장탱크 구조 재료의 종류 및 특성
6.2.1 스테인리스강(Stainless Steels)
6.2.2 알루미늄 합금강(Aluminum Alloys)
6.2.3 티타늄 합금강(Titanium Alloys)
6.2.4 탄소섬유 복합재(CFRP, Carbon Fiber Reinforced Plastics)
6.2.5 구조 재료 열전도율 비교
6.3 액화수소저장탱크 단열시스템
6.3.1 탱크 내부 기화 현상 및 온도 상승
6.3.2 이중 구조 진공 단열(Double Wall Vacuum Insulation) 시스템
6.3.3 기화 가스 냉열 차폐(VCS, Vapor Cooled Shield) 시스템
6.3.4 IRAS(Integrated Refrigeration and Storage) 시스템
6.4 극저온 단열재의 종류 및 특성
6.4.1 단열 성능 주요 지표
6.4.2 폴리우레탄폼(Polyurethane Foams)
6.4.3 팽창 펄라이트(Expanded Perlite) 및 글라스 버블(Glass Bubble)
6.4.4 에어로젤(Aerogel)
6.4.5 MLI(Multilayer Insulation, 다층 단열재)
6.4.6 LCI(Layered Composite Insulation)
6.4.7 IMLI(Integrated Multilayer Insulation)ㆍLRMLI(Load Responsive Multilayer Insulation)
6.4.8 NICS(Non-Interlayer Contact Spacer) 및 LB(Load Bearing)-NICS MLI
6.4.9 극저온 단열재의 단열 성능 종합 비교
6.5 액화수소저장탱크의 복합 단열시스템
6.5.1 MLI+VCS 결합 단열시스템
6.5.2 SOFI+MLI+VCS 복합 단열시스템
6.6 액화수소저장탱크의 설계 및 개발 사례
6.6.1 탱크 응력ㆍ두께 계산 및 ASME 계산식
6.6.2 MLI 열전달 계산식
6.6.3 MLI 열전달 모델 : 매킨토시(Mcintosh)ㆍ수정 록히드(Modified Lockheed) 모델
6.6.4 MLI 레이어 밀도 및 레이어 수의 최적화
6.6.5 초저온장치 단열재 설계 사례
6.6.6 미국 나사의 극저온 단열시스템 5가지 설계 사례
6.6.7 항공기 액화수소저장탱크 개념 설계 사례
6.7 액화수소저장시스템 관련 국제 표준
6.7.1 액화수소 관련 ISO 표준
6.7.2 극저온 관련 ISO 표준
6.7.3 국가별 표준 및 코드 현황
Chapter 6. 참고문헌 및 표ㆍ그림 인용문헌
Chapter 7. 수소충전시스템
7.1 고압수소충전시스템
7.1.1 고압수소충전시스템의 운전 조건ㆍ레이아웃ㆍ충전 프로세스
7.1.2 고압수소충전시스템의 계통도ㆍ구성장치ㆍ안전시스템
7.1.3 이동식 고압수소충전시스템의 계통도ㆍ구성장치ㆍ안전시스템
7.1.4 고압수소 충전 프로토콜 SAE J2601
7.1.5 압축기(Compressor)
7.1.6 사전 냉각시스템(Pre-Cooling System)
7.1.7 디스펜서(Dispenser)
7.2 액화수소 기반 고압수소충전시스템
7.2.1 트레일러를 통한 액화수소의 공급
7.2.2 액화수소 기반 고압수소충전소 계통도ㆍ구성장치ㆍ안전시스템
7.2.3 이동식 액화수소 기반 고압수소충전소의 개념 설계 개발 사례
7.2.4 극저온 압력 펌프(Cryogenic Pressure Pump)
7.3 액화수소충전시스템
7.3.1 액화수소충전시스템 계통도
7.3.2 과냉각 액화수소 충전(Subcooled Liquid Hydrogen Fuelling) 프로세스
7.3.3 액화수소 충전 디스펜서 및 노즐
7.4 고압ㆍ액화수소충전소의 충전 비용 분석
7.4.1 고압ㆍ액화수소충전소의 건설 투자비
7.4.2 수소충전소 충전 비용 분석
7.5 수소충전소 사고ㆍ폭발 위험 평가
7.5.1 수소 제트 화염(Jet Flame) 특성
7.5.2 수소관련 주요 사고 분석
7.5.3 수소충전소 위험 평가(Risk Assessment) 방법
7.5.4 수소충전소 안전 이격 거리(Safety Separation Distances) 분석
7.5.5 수소충전소 위험 평가 연구 사례
7.6 수소충전시스템 관련 국내 및 해외 표준
7.6.1 ISOㆍIEC 국제 표준
7.6.2 CEN(EN)ㆍEIGA(IGC) 유럽 표준
7.6.3 미국 CGA 표준
7.6.4 미국 NFPAㆍSAEㆍASME 표준
7.6.5 캐나다 CSA 표준
7.6.6 우리나라 규정 및 KGS 표준
Chapter 7. 참고문헌 및 표ㆍ그림 인용문헌
Chapter 8. 수소연료전지선박
8.1 수소연료전지선박 개요 및 제약 조건
8.1.1 수소연료전지선박 개요
8.1.2 FC-ESS 하이브리드 전기추진시스템 개요
8.1.3 수소연료전지선박의 제약 조건
8.2 수소연료전지선박 개발 사례
8.2.1 FellowSHIP 프로젝트
8.2.2 Nemo H2 프로젝트
8.2.3 ZEMSHIP(Zero Emission Ship) 프로젝트
8.2.4 MF Hydra 프로젝트
8.2.5 Water-Go-Round 프로젝트
8.2.6 Kawasaki 액화수소운반선
8.3 연료전지 이론적 특성 및 종류
8.3.1 연료전지 작동 원리 및 전류 발생 특성
8.3.2 연료전지 성능과 효율
8.3.3 연료전지의 종류 및 특성
8.4 연료전지 종류별 선박 적용 방향
8.4.1 세계 연료전지 종류별 시장 점유율
8.4.2 연료전지 종류별 선박 적용 방향
8.5 PEMFC 시스템
8.5.1 PEMFC 시스템 구성 장치 종류 및 특성
8.5.2 PEMFC 스택
8.5.3 PEMFC 운전시스템(BOP)
8.5.4 PEMFC 시스템 사양 및 성능 비교
8.5.5 PEMFC 시스템 제조 원가 분석(전력변****치 제외)
8.6 SOFC 시스템
8.6.1 SOFC 시스템 구성 장치 종류 및 특성
8.6.2 SOFC 스택
8.6.3 SOFC 운전시스템(BOP)
8.6.4 SOFC 최적 운전 조건과 SOFC 하이브리드 시스템 개발 사례
8.6.5 미국 에너지부 SOFC 열병합발전시스템 총원가 분석
8.7 선박 FC-ESS 하이브리드 시스템
8.7.1 에너지저장시스템(ESS)
8.7.2 선박 FC-ESS 하이브리드 시스템의 전력 계통 종류 및 특성
8.7.3 선박 FC-ESS 하이브리드 시스템의 에너지관리시스템(EMS)
8.7.4 선박 FC-ESS 하이브리드시스템 개발 사례
8.8 수소연료전지선박과 디젤ㆍLNG 연료 선박의 수명주기 총원가 분석
8.8.1 미국 아르곤 국립연구소의 수명주기 총원가 분석
8.8.2 노르웨이 고속 여객선의 수명주기 총원가 분석
8.9 수소연료전지선박 기본 설계 개발 사례
8.9.1 미국 샌디아 국립 연구소 SRV 프로젝트
8.9.2 미국 샌디아 국립 연구소 ZERO-V 프로젝트
8.10 수소연료전지선박 관련 국제표준
8.10.1 IMO 연료전지시스템 설치 잠정 가이드 라인(2020) 주요 내용
8.10.2 국제 선급협회 표준
8.10.3 ISOㆍIECㆍNFPAㆍSAEㆍIEEㆍUL 국제 표준
8.10.4 우리나라 규정 및 표준
Chapter 8. 참고문헌 및 표ㆍ그림 인용문헌
찾아보기
