도서 소개

수소가 정말 위험한 에너지인가? 또 다른 에너지들은 안전한가? 많은 에너지 중 왜 수소인가? 이 책은 수소경제 시대에 기본적으로 알아야 하는 수소 밸류체인 즉 수소세계의 폭넓고 깊은 지식을 담고 있다. 현장의 경험을 토대로 안전기술사항 등 필요한 부분을 반영하고, 기본 원리에 충실하여 재생에너지와 수소에너지를 공부하는 학생들과 현장의 기술자들을 위한 필독서로 사용하기에 적합하다.

  출판사 리뷰

이 책은 화석에너지 시대에서 수소에너지 시대로의 전환 필요성을 잘 설명하고 있습니다. 수소를 안전하게 사용하려면 우리가 먼저 수소를 알아야 하는데 수소의 물리화학적 특성, 위험성 그리고 수소의 밸류체인(수소생산, 저장, 액화, 충전, 연료전지)과 수소경제 등에 대해서 기술적 사항을 체계적으로 잘 설명하고 있습니다. 수소에너지를 공부하는 학생들과 현장의 안전관리자 및 연구자들에게 큰 도움이 될 것으로 판단합니다.

  작가 소개

지은이 : 김정규
학력•전남대학교 석유화학공학과 학사•(英)Exeter University 에너지비즈니스 과정(1년) 수료•아주대학교 대학원 에너지공학과 공학석사•영남대학교 대학원 에너지융합공학과 공학박사주요경력•한국가스공사 경기지역본부장 역임(2017.7~2018.12)•전남대학교 에너지자원공학과 겸임교수(2019.9~2022.2)•모던기술사사무소 대표(2021.3~현재)•(주)패리티 기술고문(2022.3~2025.3)•한국가스안전공사 기술기준위원회 가스도매사업분과위원(2023.12~현재)•아주대학교 에너지시스템공학부 겸임교수(2024.3~현재)•NRG Korea(주) 부사장(2025.8~현재)자격•가스기술사•화공기술사•과학해설사

  목차

제1장 개요
1.1 지구온난화와 대책
1.2 에너지의 사용의 변천
1.3 에너지 캐리어로서 수소
1.4 수소의 색상

제2장 수소의 물리 · 화학적 특성
2.1 수소의 유래
2.2 수소의 종류
2.3 Hydrogen Properties
2.4 기체, 액체 및 고체 상
2.5 수소 팽창비율
2.6 안전자산으로서 부력
2.7 재료와의 상호작용
2.8 기타 물리적 특성
2.9 가스의 기본 법칙
2.9.1 보일의 법칙
2.9.2 샤를의 법칙
2.9.3 게이-뤼삭의 법칙
2.9.4 아보가드로법칙
2.9.5 그레이엄의 법칙
2.9.6 달튼의 분압 법칙
2.9.7 아마가트의 부분 부피 법칙
2.9.8 헨리의 법칙
2.9.9 이상기체 방정식과 실제기체 방정식
2.10 연소특성
2.10.1 화학양론적 혼합물
2.10.2 연소열(발열량)
2.10.3 층류 연소속도 및 팽창계수
2.10.4 가스연소 호환성 판정
2.10.5 수소 연소시 NOx 생성

제3장 수소의 위험성
3.1 수소의 종합적 위험성
3.2 연소위험
3.2.1 연소범위
3.2.2 폭연, 폭굉
3.2.3 혼합가스의 연소범위
3.2.4 수소-공기-희석제 시스템의 인화성 한계
3.2.5 가스의 위험도
3.2.6 소염거리
3.2.7 층류 연소속도와 폭굉
3.2.8 인화점
3.2.9 자연발화온도
3.2.10 최대 실험 안전 간격
3.2.11 최소점화에너지
3.3 수소화재 특성
3.3.1 수소 화염 방사율
3.4 가스폭발
3.4.1 Hopkinson의 3승근 법칙
3.5 극저온 위험
3.6 수소취성
3.7 보건위험 등
3.7.1 질식성
3.7.2 독성
3.7.3 극저온 위험
3.7.4 인체에 해로운 압력 영향
3.7.5 화상위험
3.7.6 수소의 위험표지 등
3.8 주요 사고사례
3.9 안전관리 방안
3.10 수소관련 법규과 코드
3.10.1 국내
3.10.2 해외 코드

제4장 수소의 생산
4.1 수증기 개질
4.2 부생수소
4.3 수전해 수소
4.3.1 수전해 개요
4.3.2 수전해 열역학
4.4 바이오가스 개발(추출)방식
4.5 Chemical Looping System
4.5.1 연료반응기
4.5.2 수소반응기
4.5.3 공기반응기
4.5.4 Chemical Looping System 종합
4.6 기타 방법에 의한 수소 생산
4.6.1 HTGR에 의한 수전해
4.6.2 Photocatalytic Water Decomposition
4.6.3 생물학적 수소생산
4.6.4 반도체 기반 광촉매에 의한 수전해
4.6.5 Catalytic Decomposition of natural gas
4.6.6 지중 수소의 개발
4.7 수소 및 이산화탄소의 고순도화
4.7.1 PSA
4.7.2 이산화탄소 회수

제5장 수소의 액화
5.1 액체수소의 장점
5.2 수소의 액화공정
5.2.1 Linde-Hampson liquefaction 사이클
5.2.2 Claude cycle 사이클
5.2.3 Brayton 냉동 사이클
5.2.4 Magnetic refrigeration
5.2.5 GM-refrigerators
5.3 산업용 액화공정과 기술
5.4 액체수소 시설용량에 따른 비에너지 소비율
5.5 액체수소 저장과 운송을 위한 조건과 과제
5.6 기타 액상수소 운반체들과의 비교
5.7 소수 액화 활성화를 위해 극복하여야 하는 사항
5.8 초저온 재료 선정

제6장 수소의 저장
6.1 수소의 저장
6.1.1 기체수소의 저장
6.1.2 액체수소의 저장
6.1.3 고압수소 저장과 액체수소 저장 비교
6.2 슬러시 수소
6.3 액상유기수소운반체
6.4 수소화물
6.5 단열기술
6.6 액체수소 배관 및 밸브 등 보온
6.6.1 액체수소 배관
6.6.2 Bayonet connection
6.6.3 Cryogenic valve
6.7 액체수소 용기 안전시스템
6.7.1 주요 안전 장치
6.7.2 안전 프로토콜
6.8 열전달에 관한 기본지식
6.8.1 전도 열전달
6.8.2 대류 열전달
6.8.3 복사 열전달

제7장 수소연료 공급시스템
7.1 수소 압축 및 액화 시 에너지 손실
7.2 Off-site 방식(저장식)
7.2.1 파이프라인 공급방식
7.2.2 튜브 트레일러 공급방식
7.2.3 수소연료공급시설의 분류
7.3 주요 충전 장치
7.3.1 기체수소 압축기
7.3.2 Ionic hydrogen compressor
7.3.3 전기화학적 수소 압축
7.4 수소의 냉각
7.5 고압용기
7.6 액체수소 저장탱크
7.7 액체수소 펌프
7.8 액체수소 기화기
7.9 수소연료 연료 충전 프로토콜
7.9.1 미국의 수소충전 프로토콜
7.9.2 일본의 수소충전 프로토콜
7.10 수소 충전기

제8장 수소연료전지
8.1 연료전지 개요
8.1.1 연료전지 개발 History
8.1.2 연료전지와 열기관의 비교
8.1.3 연료전지 발전장치 구성요소
8.2 연료전지의 용도별 분류
8.2.1 휴대용
8.2.2 수송용
8.2.3 정치형
8.3 연료전지의 종류
8.3.1 고분자전해질 연료전지
8.3.2 직접메탄올 연료전지
8.3.3 인산형 연료전지
8.3.4 용융탄산염 연료전지
8.3.5 고체산화물 연료전지
8.4 연료전지 종합

제9장 수소경제
9.1 용어
9.1.1 수소경제와 탄소경제
9.1.2 수소의 Value Chain
9.1.3 탄소중립, 재생에너지
9.1.4 국가온실가스감축목표
9.2 수소에너지
9.3 수소의 용도
9.3.1 수소 자동차
9.3.2 수소발전
9.3.3 산업용 수소
9.3.4 수소 항공기, 선박
9.3.5 천연가스에 수소를 혼합하여 도시가스 공급
9.4 공급방식별 경제성
9.5 글로벌 수소시장 전망
9.5.1 글로벌 그린수소시장 구조

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참고문헌
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