연료전지자동차용 수소의 안전성 분석

연료전지자동차용 수소의 안전성 분석

깨끗하고 효율적이며 안전하고 지속 가능한 신에너지인 수소에너지는 21세기 발전 잠재력이 가장 큰 청정 에너지로 평가되며 전략적 에너지 개발 방향입니다.

1. 수소는 안전한가요?

안전 성능은 일반 연료의 안전 성능보다 낮지 않으며 적용 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

수소의 특성은 다음과 같이 분석된다.

수소의 누출 속도는 일반 연료에 비해 빠르지만, 총 누출 에너지는 높지 않습니다.

수소는 확산계수와 부력이 높아 누출 시 농도가 빠르게 감소할 수 있습니다.

수소의 폭발 한계 범위는 넓지만 폭발 에너지가 매우 낮아 두꺼운 연기와 안개가 발생하지 않습니다.

수소 취성은 금속 취성 균열을 일으킬 수 있으며, 이는 보호를 위한 적절한 재료를 선택함으로써 방지할 수 있습니다.

2. 수소의 보관과 운송은 안전한가요?

주로 가스수소트레일러로 운송되며, 충전부터 보관, 운송까지 완벽한 안전조치를 갖추고 있습니다.

수소를 운송하는 주요 방법은 가스수소 트레일러 운송(튜브 트레일러), 가스수소 파이프라인 운송(파이프라인), 액체수소 탱커 운송(액체 트럭)이다. 현재 수소충전소 수요량에서 이동거리(<500km, 200km가 적당함) 및 운송 규모(10톤/일)를 고려할 때, 수소를 운송하는 가장 좋은 방법은 여전히 가스 수소 트레일러입니다.

가스수소트레일러 시스템의 작동과정은 다음과 같다.

빈 가스 수소 트레일러는 중앙집중형 수소생산공장에서 수소가 가득 채워질 때까지 수소를 채운 후, 차량이 수소충전소까지 주행하여 수소충전소의 저장장비인 관형 저장용기를 차량에 직접 하역하고, 원래 수소 충전소에 있던 "빈" 관형 컨테이너를 집어 들고 중앙 집중식 생산 공장으로 다시 운반하여 새로운 적재 라운드를 시작합니다.

수소 충진 방식
수소 장관 차량 충전을 위해 여러 단계를 거쳐 실온에서 7kPa 수소를 35MPa 이상으로 압축하려면 압축기, 캐닝 시스템 및 기타 링크에 상응하는 안전 조치가 포함되어 전체 수소 충전 공정이 매우 복잡합니다.

3. 있다 연료전지 차량은 안전한가요?
설계가 완벽하고 전반적인 보호 기능을 제공하며 실제 작동이 안전하고 효과적입니다.

3.1

온보드 수소 공급 시스템: 설계와 재료가 함께 작동하여 수소 안전에 대한 다양한 보장을 달성합니다.

온보드 수소 공급 시스템은 연료 전지 자동차의 중요한 부분입니다. 주요 기능은 연료전지 시스템에 안정적인 압력의 수소를 공급하는 것이며, 안전 대책은 주로 예방과 모니터링에 기반을 두고 있다.

기술 설계 관점에서 볼 때 온보드 수소 공급 시스템은 주로 고압 수소 저장병, 충전 포트, 단방향 밸브, 안전 밸브, 오버플로 밸브, 감압 밸브, 솔레노이드 밸브, 열 혈전, 압력으로 구성됩니다. 온도 센서, 수소 파이프라인 등이 있습니다. 과열 보호, 저압 경보, 과압 보호, 과전류 보호 등의 기능을 갖추고 있을 뿐만 아니라 충돌 안전 및 수소 누출 제어도 고려합니다.

부품 제조 관점에서 볼 때, 수소를 저장하는 데 사용되는 수소병과 시스템 파이프라인은 수소 취성 및 기타 이유로 인해 요구 사항이 높습니다. 적절한 재료와 보호 구조를 선택하는 것은 수소 저장 시스템의 안전에 매우 중요합니다.
수소 저장병 재질: 알루미늄 합금 라이너 탄소 섬유 고압 수소 저장병, 경량, 높은 수소 저장 밀도, 우수한 인성 및 충격 저항;

수소 저장 탱크 보호: 일체형 설계를 채택하고 전체 프레임은 3개의 가로빔과 2개의 세로 빔을 통해 수소 탱크를 프레임 조립체에 통합하여 충돌 중에 고압 수소 저장병의 동적 변위가 너무 크지 않도록 보장합니다. 파손을 방지하기 위해;
수소 시스템 파이프라인: 대부분의 수소 파이프라인은 316 스테인리스강으로 만들어지며, 이는 뛰어난 인장 특성, 피로 특성 및 수소의 오래된 균열 확장 특성과 우수한 수소 취화 저항성을 갖습니다.

가스관 설계: 가스관에서 수소가 배출되는 방향이 차량 하부의 전후 방향으로 되어 있어 화염의 영향으로부터 객실을 보호할 수 있습니다.

3.2 연료전지 자동차: 엄격한 성능 테스트와 긴밀한 수소 모니터링 시스템을 갖추고 있습니다.
다양한 안전 테스트를 통해 연료전지 차량이 공장에서 출고될 때 안전성과 일관성을 보장할 수 있습니다. 온보드 수소 시스템의 안전성을 보장하는 것 외에도 연료전지 차량 동력 시스템 개발에 관련 안전 테스트가 적용됩니다. 연료전지 차량은 공장을 떠나기 전에 여러 가지 안전 테스트를 거쳐야 합니다.

4. 사고나 극한 상황 속에서도 차량은 안전한가요?

수소저장병은 불이 침투해도 쉽게 터지지 않으며, 밀폐공간에서 수소가 누출돼도 폭발이 일어날 가능성이 낮다.

수소 안전성
다양한 조건에서 수소 저장병의 안전성에 대한 실제 테스트가 많이 있습니다. 수소 에너지의 안전성은 수소 저장 및 이용 기술로 매우 보장됩니다.

5. 수소충전소 인프라는 안전한가요?
산업 표준 시스템의 개선을 안내하고 가속화하기 위한 관련 기술 사양이 있습니다.

수소충전소는 미래 연료전지차 네트워크 구축에 있어 중요한 부분이다.

안전 설계 수소충전소 수소충전소 자체의 장비 구성과 수소충전 방식을 토대로 해당 기술사양을 수립해야 한다. 일본, 미국, 영국 등 세계 10여 개국이 수소충전소 규정을 제정했습니다. 우리나라는 또한 2010년에 "수소 충전소에 대한 기술 사양"(GB50516-2010)을 공포했습니다. 여기에 있는 표준 및 요구 사항은 주로 수소 생산 스테이션의 표준을 참조하고 원래의 "건축 설계 화재 방지 코드"를 공동으로 참조합니다. 국내 수소충전소 건설을 지도한다.
수소 충전 장치 안전성: 충전 건은 차량의 가스 충전 포트에 연결한 후 전자기 메커니즘에 의해 잠기며 안전성은 전기 자동차의 충전 커넥터와 비슷합니다. 파이프라인 솔레노이드 밸브는 가스 실린더를 채울 때 가스가 배터리로 들어가는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
종합: 수소의 급속한 확산으로 인해 누출이 발생하더라도 주로 수직 방향으로 확산되며 주변 지역으로 확산되지는 않습니다. 그리고 가연성 가스 구름이 점화되어 폭발하는 경우 역사 내 시설 배치가 안전 거리 규정을 준수하고 방폭벽이 합리적으로 설치되어 있으면 범위와 영향을 보장할 수 있습니다. 이는 수소충전소의 건설 규격이 합리적이고 효과적이며 전반적인 안전을 보장할 수 있음을 나타냅니다.