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수소 인프라용 NBR 실링 소재의 충진제 및 온도에 따른 수소 투과도 특성 연구
Jin-Sub Jang(장진섭),Chun-Joong Kim(김천중),Myung-Chan Choi(최명찬),Nak-Kwan Chung(정낙관) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.06
최근 친환경 에너지로 각광을 받고 있는 수소에너지의 안전한 사용과 보급을 위해서는 고압 수소용 부품 및 재료에 대한 수소 환경 평가가 매우 중요하다. 특히 고압 수소용 실링 부품에 사용되는 폴리머 소재는 온도 변화(- 45 ~ 80 ℃)와 고압 수소 노출에 따른 수축/팽창으로 인해 파손 및 수소 누설의 가능성이 있으며, 이는 자칫 대형사고로 이어질 수 있다. 우리는 수소 인프라에 사용되는 NBR 재료의 투과 특성 향상을 위해 Silica, Carbon Black 등의 filler 를 배합하였고, -20 ~ 80 ℃ 조건에서 수소 투과도를 측정하였다. 그 결과 충진제 함량이 증가함에 따라 확산도가 감소하였고, 결국 수소 투과도가 감소함을 알 수 있었다. 특히, Carbon black(HAF)가 배합된 NBR 시편의 경우, 가장 큰 투과도 감소를 나타내었다. 또한, 온도에 따른 투과 특성 측정을 통해 Activation Energy (E<sub>a</sub>)를 측정하였으며, 이를 통해 충진제의 첨가가 저온에서의 투과 특성을 크게 향상시킨다는 것을 알 수 있었다.