Lattice Pressure Vessel (LPV)  격자형 압력탱크

• Existing cylindrical pressure tanks have limitations in increasing their size because the larger the tank, the thicker the wall becomes. Lattice Pressure Vessel (LPV) can be manufactured in various shapes and can maintain constant wall thickness even when the size increases. This advantage is economical and space-intensive compared to multi-cylindrical storage tanks of the same capacity, as it can make a large-capacity storage tank into one tank. Through structural analysis and finite element analysis, IESEL developed the world's first and innovative LPV, and based on the analysis results, IESEL made it a commercial product that received accredited authority certification (ASME, etc.).

• 기존의 실린더형 압력탱크는 크기가 커질 수록 벽의 두께가 두꺼워지기 때문에 크기를 늘리는데  한계가 있습니다.  격자형 압력탱크는 다양한 형상으로 제작이 가능하고 크기가 커져도 벽의 두께를 일정하게 유지할 수 있습니다. 이러한 장점은 대용량의 저장탱크를 하나의 탱크로 만들 수 있어 동일 용량의 다중 실린더형 저장탱크 대비 경제적이고 공간집약적입니다. IESEL은 구조해석 및 유한요소해석을 통해 세계최초, 혁신적인 격자형 압력탱크를 개발했고, 해석 결과를 기반으로 공인기관인증 (ASME 등)을 받은 상용품으로 제작했습니다.

Innovative Liquid Hydrogen Storage Tanks  혁신적인 액체수소 저장탱크

•  Lattice Pressure Vessel (LPV) based liquid hydrogen storage tank enables liquid hydrogen for hydrogen propulsion and transportation in ships, hydrogen cars, UAMs, and other space-constrained mobilities. IESEL developed a flexible vacuum insulation system for storing liquid hydrogen. By combining LPV design experience and the flexible vacuum insulation system, a single large-capacity liquid hydrogen storage tank with a scale of 200 m3 is being manufactured and prepared for demonstration.

• 격자형 압력탱크 기반의 액체수소 저장탱크는 기존 방안 대비 설치 공간을 줄일 수 있어 수소 추진 및 운송 선박, 수소자동차, UAM 등의 공간 제약이 있는 이동 수단에 액체수소를 사용가능하게 해줍니다. 또한 IESEL은 액체수소 저장을 위해 유연 진공 단열시스템을 개발했습니다. 격자형 압력탱크 설계 경험 및 유연 진공 단열시스템을 결합하여 200 m3 규모의 대용량 액체수소 단일 저장탱크를 제작하여 실증 준비중입니다.

Large-Scale Liquid Hydrogen Supply Chain 대규모 액체수소 공급사슬

• Hydrogen, attracting attention as an eco-friendly energy to reduce greenhouse gas emissions, is difficult to produce through renewable energy in Korea. Therefore, designing a large-scale liquid hydrogen supply chain that imports green hydrogen from Australia is essential. IESEL conducts the conceptual and basic design of the Korea-Australia liquid hydrogen supply chain throughout the entire process, from production to utilization, and the techno-economic-environmental assessment of the supply chain.

• 온실가스 배출 저감을 위한 친환경에너지로 주목받는 수소는 현재 대한민국에서 재생에너지를 통해 생산하기 어려운 현실에 있습니다. 따라서 그린수소를 호주로부터 수입해오는 대규모 액체수소 공급사슬의 설계가 필수적입니다. IESEL 생산부터 활용까지 전과정의 한-호주 액체수소 공급사슬의 개념설계 및 기본설계를 진행하고, 이에 대한 기술-경제성-환경 평가를 실시합니다.

Hydrogen-Fueled ship 수소추진선박

• The propulsion system of the hydrogen propulsion ship consists of detailed systems such as a fuel supply system, fuel cell, and battery. IESEL evaluates the overall modeling and system performance of the propulsion system combined with several systems using Aspen HYSYS and MATLAB/SIMULINK and studies the design and operation optimization of the new system by introducing machine learning and optimization algorithms.

• 수소추진선박의 추진시스템은 연료공급시스템, 연료전지, 배터리 등의 세부시스템들로 이루어져 있습니다. IESEL은 Aspen HYSYS와 MATLAB/SIMULINK를 사용하여 여러 시스템이 결합된 추진시스템의 전체적인 모델링과 시스템 성능을 평가하고, 이와 더불어 기계학습 및 최적화 알고리즘을 도입하여 새로운 시스템 설계 및 운전최적화를 연구합니다.

Hydrogen Cargo Ship 수소운송선박

• The Loading-Unloading and Re-liquefaction System of hydrogen cargo ships plays a key role in large-scale liquid hydrogen transport. IESEL researches the optimization of key design factors for the improvement of the efficiency of freight transport and management systems

• 수소운송선박의 적하역 및 재액화 시스템은 대규모 액체수소 운송에 있어 핵심적인 역할을 합니다. IESEL은 수소운송선박의 화물 운송 및 관리 시스템의 효율 향상을 위해 주요 설계 요소 최적화를 연구합니다.

Internal differential pressure level transmitter (IDP-LT) 내부차압형 액체수소 수위 측정기

• Currently, there is no effective level-measuring instrument for low-density cryogenic fluids such as liquid hydrogen and liquid helium. IDP-LT can be made at a lower cost than other competitive types (capacitance type, superconductive type), and it is very safe against the risk of explosion since there is no direct contact between the current and internal fluid. As IDP-LT employs the pressure difference, there is less measurement noise caused by the fluid's surface motion, allowing it to be employed in mobility fuel tanks. IESEL's objective is to improve measurement accuracy and range by theoretical analysis using CFD tools and Lab-scale experiments (May. 2024~)

• 현재, 액체수소 및 액체 헬륨과 같은 낮은 밀도의 극저온 유체들의 수위를 효과적으로 측정할 수 있는 장비가 존재하지 않습니다. 내부차압형 액체수소 수위 측정기는 타 경쟁기술(정전용량 방식, 초전도체 방식) 대비 낮은 가격으로 제작이 가능하고, 전류가 내부 유체와 직접 닿지 않아 폭발 위험이 매우 적습니다. 또한, 차압을 활용하여 측정하기 때문에 유체의 표면 흔들림에 대해 계측 잡음이 적어 차량, 선박 등 이동수단 연료탱크에 활용할 수 있습니다. IESEL의 목표는 CFD를 활용한 이론적인 해석과 연구실 규모의 실험을 통해 계측 범위와 정밀도를 높이는 것 입니다.