초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
응축형 수소 액화기용 극저온 용기 제작

◼ 전체 내용
※ 수소 액화 장치 설계
• 극저온 냉동기와 히트 파이프 결합한 열교환기 설계
• 액체질소 재킷을 포함하는 77K 쉴드 구조 설계로 액체수소 조의열 침입을 최소화
• 액체 질소조에 의한 프리 쿨러 도입으로 냉동기 부하 감소 설계
• O-P (Ortho-Para) 상전이를 위한 촉매를 프리쿨러와 히트 파이프에 장착하는 설계
• 불순물에 의한 촉매 오염을 장치로부터 분리하지 않고 리프레쉬

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
응축형 수소 액화기용 극저온 용기 제작

◼ 전체 내용
※ 수소 액화 장치 설계
• 극저온 냉동기와 히트 파이프 결합한 열교환기 설계
• 액체질소 재킷을 포함하는 77K 쉴드 구조 설계로 액체수소 조의열 침입을 최소화
• 액체 질소조에 의한 프리 쿨러 도입으로 냉동기 부하 감소 설계
• O-P (Ortho-Para) 상전이를 위한 촉매를 프리쿨러와 히트 파이프에 장착하는 설계
• 불순물에 의한 촉매 오염을 장치로부터 분리하지 않고 리프레쉬 할 수 있는 히터 장치

※ 수소 액화기 운전 기술 개발
• 히트 파이프의 온도 변화에 따른 압력 제어 공정 기술
• 냉동기의 on-off 제어에 의한 증발량 제로 (제로 보일 오프; zero boil off) 기술
• 신호처리를 위한 DAQ 기술

※ 극저온 용기 제작 기술
• 온도, 압력, 레벨미터 등 극저온 계측 기술
• 진공 배기 및 아웃 가스 분석 기술
• MLI에 의한 진공 단열 기술
• 진공 및 극저온 기초 원리

◼ 1단계
❏ 목표
응축형 수소 액화기용 극저온 용기 제작
❏ 내용
※ 수소 액화 장치 설계
• 극저온 냉동기와 히트 파이프 결합한 열교환기 설계
• 액체질소 재킷을 포함하는 77K 쉴드 구조 설계로 액체수소 조의열 침입을 최소화
• 액체 질소조에 의한 프리 쿨러 도입으로 냉동기 부하 감소 설계
• O-P (Ortho-Para) 상전이를 위한 촉매를 프리쿨러와 히트 파이프에 장착하는 설계
• 불순물에 의한 촉매 오염을 장치로부터 분리하지 않고 리프레쉬 할 수 있는 히터 장치

※ 수소 액화기 운전 기술 개발
• 히트 파이프의 온도 변화에 따른 압력 제어 공정 기술
• 냉동기의 on-off 제어에 의한 증발량 제로 (제로 보일 오프; zero boil off) 기술
• 신호처리를 위한 DAQ 기술

※ 극저온 용기 제작 기술
• 온도, 압력, 레벨미터 등 극저온 계측 기술
• 진공 배기 및 아웃 가스 분석 기술
• MLI에 의한 진공 단열 기술
• 진공 및 극저온 기초 원리

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
※ 연구개발성과 활용계획
• KERI는 국내유일의 수소를 액화시킨 전문 연구기관으로 제로보일오프 기술을 구현함으로 국내외 액화기 시장의 기술을 리딩함.
• 대하는 KERI의 소형액화기 기술을 도입하고 접목함으로써 기존 영위하던 수소고압부품 시험검사장비 시장을 바탕으로 안정된 수소공급기술을 적용, 수소관련 시험기 시장의 토탈 솔루션을 제공할 수 있을 것으로 판단됨.

※ 기술적 기대효과
• 자체 개발하는 액체수소를 사용하는 평가 장치는 단열재와 저장용기의 국산화와 품질 향상에 기여하여 액체수소 부품시장을 선점할 것임.
• 액체수소 환경을 제공하고 액체수소를 경험할 수 있는 액체수소 부품 평가장치는 그 자체로도 평가장치의 시장을 개척할 것임.

※ 경제적 기대효과
• 액화수소시장은 국내 시장조성 초기 단계로 현재 대기업 수준의 플랜트 설비 기술제 휴가 이루어짐.
• 소형 수소액화기의 핵심 기술 확보를 통한 전압의 안정적 수소운용 시스템을 구축, 중국과 유럽 등 수입 대체 효과
• 극저온 액화기술은 기존 사업에 접목을 함으로써 시너지 효과 발생, 매출/고용 증대

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 가. 수소 액화 기술의 전망 ... 6
• 나. 수소 액화 기술의 필요성 ... 6
• 다. KERI의 응축형 수소 액화 기술의 특징 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 8
• 가. 200L급 응축형 수소 액화기용 극저온 용기 설계 ... 9
• 나. 200L급 응축형 수소 액화기용 극저온 용기 및 핵심부품 제작 ... 16
• 다. 응축 형 수소 액화기 운전 기술 개발 ... 20
• 라. 데이터 저장 프로그램 제작 ... 23
• 라. 장기 저장을 위한 ON/OFF 제어 ... 28
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 31
• 1) 정성적 연구개발성과 ... 31
• 2) 정량적 연구개발성과 ... 35
• 3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 36
• 4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 37
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 38
• 5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 38
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 39
• 끝페이지 ... 39