잠항
Lng>>축전? X
Lng>수소분리>축전
잠항때 Lng에서 수소 분리를 어떻게  하는지..?
ㅋㅋ

지금 산업용으로 쓰이는 수소의 대부분은 LNG 에서 수소개질을 통해 생산하고 있음. 그게 전기분해보다 훨씬 값싸기 때문임. 수상에서는 디젤과 마찬가지로 공기로 개질하고 수중에서는 액체산소 등을 쓰면 됨.

문제는 잠수함에서
Lng를 가열하는 시스템을 만들어야 함

LNG 를 증발시키는 데 필요한 열은 개질기나 연료전지에서 발생하는 열로 충분히 충당할 수 있음.

그럼 똑똑한 님이  만들고
큰돈 벌면 되겠네..
가생이에 똑똑한 천재가 한명
또 탄생하는건가.. ?

삼성중공업이 나보다 똑똑해서 이미 돈벌려고 만들고 있지요.

삼중은  수상상용선이고 ..
잠수함이란 좁은 공간에
lhg저온탱크 수소저장탱크  가열장치
축전시스템을 집어넣는건
난이도가 다름

연료전지에서 발생하는 열이 몇도?

섭씨 250-300도 정도임. 그리고 기사에난 SOFC 방식은 보통 600-700 도 정도임.

sofc 시스템도 잠수함 공간을 차지해야한다는 말인데 ..
내가 보기엔 님이 삼중보다 똑똑한것 같으니  님이 만들시오

SOFC 연료전지가 AIP 용으로 추가로 설치되는 것이 아니고 기존의 디젤엔진을 대체한다는 것임.

아니지요 .
보급시스템이 있는데
군기지에서나  lng 저장시설을 만들어놓고
보급이 가능하지
급박한 상황 가령 해상에서 보급할려면  따로 lng보급선을 건조해야해서
디젤엔진을 제거할순없죠  .
또 일반 항구에서도 보급은 힘들고..
새로운 시스템이  현실적인 문제로  충돌할 경우
새로운 시스템의 이익이 훨 커야 대체가 가능한겁니다 .

lng 저장을 할 수 있는 선박은 건조 가격이 비삽니다 .

이건 또 무슨 똥멍청한 소리야...

https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2020060911414231855

이미 거의 동일한 발상은 하고 있었습니다.

실제로 해보면, 예상하지 못한 문제점들이 있겠죠. 소형화가 힘들다든지, 소음이 심하다든지...

이거 그 AIP 추진 방식 선택 논문을 봤는데 액체 수소를 선택한 이유가 그 LNG 개질장치가 무게와 부피를 차지하기 때문에 소형 잠수정에는 개질장치가 필요없는 액체수소가 더 무게와 부피 효율적이어서 선택했다고 함.  하지만 디젤 기관을 대체하는 역할 을 하면 그런 오버헤드가 사라지니까 개질장치를 감안해도  충분히 LNG 를 주력엔진 으로 쓸 수 있다는것임.

아무튼 우리나라에서는 범한산업이라는 곳에서 잠수함용 연료전지를 만들고 있다고 하네요.

http://bumhan.com/%EC%97%B0%EB%A3%8C%EC%A0%84%EC%A7%80/

그냥 검색하다가 찾은 겁니다.

이게 액체 수소와 액체 산소를 사용하는 방식인데 범한의 연료전지는 AIP 용이라 발전용량이 작아서 잠수함의 주력 추진기관으로 쓸만한 규모가 되지 않음. 수소탱크도 용량이 제한적임. 하지만 삼성중공업의 LNG 연료전지는 컨테이너 선 추진을 위한 것이니 규모자체가 다름.  충분히 잠수함의 디젤엔진을 대채할 수 있는 규모로 실용화 했다는게 중요한 점임.

ㅎㅎㅎㅎ LNG를 바로 정제해서 수소를  뽑아 연료전지로 쓰는거라  LNG 연료전지가  수소연료전지의 수소보다  연료부피가 훨씬 큼

잠수함에  적용은  산수가 안되는 분의 상상. 
수소 연료 전지 마저도  연료부피비 출력이나  연료땡크  부피에서  디젤에게 짐

잠수함은  소형원자로가 맞음

LNG선은  산소도 노출되어었고  화물을  쓰는거라  적재량에  자유로운 것

액체 수소가 에너지 밀도가 높기는 하지만 문제는 초저온 초고압 고도의 열차단 을 유지해야해서 저장탱크가 무겁고 비싸고 관리가 어려움. 하지만 LNG 는 훨씬 저장보관이 쉬워서 대형에서 연료탱크의 무게와 비용을 포함하면 LNG 가 액체수소보다 훨씬 효율적이고 저렴해 진다는 것임. 액체수소는 로켓연료나 마찬가지라 잠수함 연료탱크에 싣고 다닌다는게 어려움.
원자력이 이상적이지만 원자로 따문에 건조가격이 훨씬 비싸진다는게 문제.

ㅎㅎㅎ  LNG연료전지도  일단  수소로 전환후  수소 연료전지를 쓰는 거임
즉  나름 LNG도  초저온 고압축  탱크가  필요하고  압축이 수소보다  적다는 건  연료를 더 실어야 한다는 말.    (더군다나  순수 수소에는 엾는 CO2까지 실어야한다는  말)

애초에  LNG는  부피당  출력도 높지 않음
즉 잠수함에  선원이나 무기는 타지 말고  lng만 태우면  될 수도

LNG  수송선에서  화물인 LNG를 일부 정제해서  수소연료전지를  쓰는 거는  배 안에 수소 전환 공장이  딸려 있는 거랑 같은 이야기.  규모가 큰 LNG선에서나  이득이 있는 거임

수소연료전지가 액체상태의 수소로 보관하고 있다가 수소연료 전지로 사용하는게 아니고.
다른 형태, 백금이나 뭐 이런데로 결합 시켰다가 빼서 사용하는걸로 알고 있는데요.
즉, 보관에 있어서 최적의 형태를 고를 수 있는게 낫죠.
꼭 LNG라는 형태를 고집하는 것보단.

백금은 수소를 저장하는 용도가 아니고 연료전지에서 촉매로 쓰이는겁니다.

그리고 수소를 뭔가에 결합시켜서 저장한다는 것은 액체 수소로 보유하는 것보다 (잠수함이라는 용도에서는) 더 안 좋습니다. 부피/무게 모두 늘어나거든요. 덤으로 다시 분리하기 위한 장비도 추가.

국정원에서 예산을 들여 저런 엔진으로 주변국 작전 침투용 잠수함을 만들어 운용하고,
쓸만한 경우에 특수전사령부나 합참 직할 또는  해군에서 도입하면 어떨른지..
매우 관심이 가는 분야네요.
작전 거리 항해 지속능력도 중요한데, 어느정도까지 잠수함의 성능을
끌어올릴 수 있을지 희망적 기대도 해봅니다.

LNG -> 수소 개질 할 때도 산소가 들어가고
연료전지에서 수소가 전기를 내어놓으려면 산소가 또 들어가네요.

어차피 디젤엔진도 산소가 필요한 건 마찬가지죠. 하지만 그 연료전지는 효율이 높아서 같은 전력을 내는데 필요한 산소의 양이 절반으로 줄어든다는 거죠.

네, 그런데 연료 자체가 가지는 안정성에서 차이가 있죠.

그리고 AIP 발전기와 주력 엔진을  LNG 로 통합하면 좋은 점이 수중에서도 전속력 항진이 가능하다는 것임. AIP는 발전용량이 작아서 저속잠함만 가능하지만 주엔진을 LNG 로 하면 수상항주나 수중항주나 최대 출력이 같아짐. 그러므로 원자력 잠수함과 마찬가지로 전속 수중항주가 가능해 진다는 것임.

수중에서 전속력 항진 몇 시간도 힘듭니다. 산소 탱크 용량 때문에요.

무슨 상상이건 상상이란 미래의 좋은 에너지이자.. 최고의 밑천입니다.

그럴꺼면 그냥 있는 수소전지 쓰면되지 왜 패이로드를 올리나요? 경제성이 장점인 상품을 군함에 넣자는건 기술이 엄청 고도화된 이후에나 합시다.

액체수소는 대량 저장이 어렵죠. 초저온 고압 용기가 필요해서 대량수송의 어려움이 LNG와는 비교도 안될 정도로 어렵습니다. 당연히 연료탱크도 무겁고 비싸고 수명도 짧습니다. (수소 취성) 오죽하면 그걸 금속에 흡수시켜서 수송할 궁리를 했을까요? 하지만 LNG는 이미 수송선이 널리 쓰일만큼 선박연료로 쓸 수 있다는 거죠.  LNG 선박이 디젤엔진보다 단점은 아직 보편화된 기술이 아니라 아마도 엔진 가격이 비싼 것일 텐데 군용선박이면 그걸 감수할 수 있지요.

좋은 의견인데, 여러가지 고민이 필요하네요.
먼저 현재의 잠수함은 원자력을 쓰는 경우가 아니라면 디젤엔진과 AIP를 결합한 형태를 사용합니다.
수상에서는 디젤엔진으로 항해를 하고, 수중에서는 액체수소/산소를 이용한 AIP를 사용하죠.

근데 님의 발상으로는 LNG를 사용하여 수소를 생산하고, 이를 연료전지로 사용하겠다는 의미로 보이는데, LNG를 수소로 바꾸는 작업이 추가되어야 하네요.
수소와 산소를 이용한 연료전지를 쓰는 시스템이 AIP인데, 사실상 1단계가 더 필요합니다.

잠수함은 공간이 아주 부족하여 여러가지 문제가 발생하고 있습니다.
결국 LNG를 사용하더라도 산소는 있어야 하고, 공정상 LNG를 수소로 바꾸는 것보다 수소를 가지고 있는 것이 유리합니다.

그리고 디젤엔진의 가장 큰 장점은 크기와 연료 양일 것입니다.
결국 님의 아이디어가 상용화 되려면 공정자체가 기술적으로 가능하다고 하더라도, 기존의 디젤+AIP를 LNG+AIP로 바꿀 때 공간의 절약이 가능한지, 수중에서 사용 시 문제 없는지 등의 고려가 필요합니다.
만약 가능하다고 하더라도 수중에서 LNG를 수소로 바꾸는 공정이 추가되므로 장애의 요소가 추가된다는 것을 해군이 받아들일 수 있는지도 확인해야 겠죠.

제 생각으로는 구현하기 어려운 아이디어 같습니다.

어차피 디젤은 배터리를 충전하려면 수상이나 슈노클로 공기를 빨아들어 디젤을 가동해 충전하는 거죠. 그런데 LNG 식은 슈노클로 공기를 빨아들여 연료전지를 발전해서 그 에너지로 공기를 액화시켜 액체산소를 만들어 탱크에 저장하면 됩니다. 즉 사실상 액체산소가 배터리 역할을 하는 거죠. 수중에서는 그 액체산소를 LNG 와 반응시켜 발전을 하는 거죠. 그러면 따로 대형의 배터리 없이도 수중에서 발전과 고속잠항이 가능하죠.

수상항주 할 때는 그런 절차 필요 없이 직접 공기와 반응시켜 발전하면 되니 디젤엔진을 가동해 수상항주하는 거나 마찬가지고요.

디젤 엔진으로 발전한 전기나 연료전지로 발전한 전기나 마찬가지입니다.

공기를 액화해서 액체산소 만드는 것이 간단한 일이 아닙니다.
우선 공기중 대부분을 차지하는 질소와 다른 것들을 분리해서 산소만 압축해야 하고요.

이 산소를 만들어내는데 들어가는 전력이 만만치 않을겁니다.

혹시 공기를 그대로 압축한다는 말씀은 아니겠죠 ? 이럴 경우 액체 공기 탱크 크가/무게가 엄청나야 할겁니다. 대부분이 필요없는 질소등등이니까요.

위 글의 아이디어의 (거의 유일한) 장점은 디젤 엔진을 없앨 수 있다는 것인데..

단점으로는..

육상에서 또는 대형 선박에서나 넣을 수 있을만한 대규모 화학 플랜트(?)가 들어가야 한다는 점. 디젤 엔진 무게/부피를 이미 훌쩍 뛰어넘을 가능성이 있음.

디젤 엔진의 열효율이 떨어진다 하지만, 디젤 자체가 갖은 에너지 밀도가 크기 때문에 같은 부피/무게의 연료로 뽑아내는 에너지 측면에서 보면 디젤 엔진이 딱히 떨어질 이유가 없음.

또한 LNG, 수소, 산소등은 액화될 정도의 고압으로 저장해야 하기 때문에 연료 탱크의 부피/무게도 디젤보다 부쩍 늘어남.

위 글의 방식이 지금에서야 가능해진 것도 아니고, 옛날부터 가능했던 방식인데 왜 잠수함에 채택 안 되었을지 생각해보셔야 할겁니다.

그리고 잠수중에 화학 플랜트(?)가 동작하는 것은 상당히 곤란한 얘기입니다.
생성되는 기체들을 도대체 어떻게 처리하냐는 문제가 있거든요.
잠수함 밖으로 배출하기도 곤란하거든요.
 
액체 수소와 액체 산소를 쓰는 연료전지에서는 다른 기체가 발생되지 않습니다.

LNG 수소화 장치를 말씀하시는 거 같은데 그 과정은 간단해서 플랜트가 필요한 정도는 아닙니다.  연료전지의  일부로 설계할 수 있을 정도 밖에 안됩니다.  가정용 연료전지 장치에도 수소화 장치가 달려있어서 SOFC 연료전지를 가정의 LNG 배관에 직접 연결해서 마치 LNG 연료전지나 마찬가지로 쓸 수 있습니다.

장치 자체는 간단할지 몰라도 규모가 문제입니다.

제가 농담삼아 플랜트라고 하긴 했습니다만, 가정에서 쓰는 전력 소모를 감당하는 수소화 장치와는 레벨이 다르겠죠.

같은원리면 그냥 수소 연료전지로 가는게 맞죠....
수소->연료전지스텍->전기 -> 구동...
LNG->개질설비->수소->연료전지스텍->전기->구동
상업용 선박은 개질설비를 갖출만한 충분한 공간이 확보가 되니 가능하구요...
잠수함이면 굳이 설비 빼고 수소 연료전지로 가동하는편이 훨씬 효율이 높은거죠....

윗 분 댓글에 사족 추가.

민간용에서는 수소 그 자체가 문제입니다. 운송과 저장이 골치아프니까요.

개질설비를 갖춘다면 운송/저장 문제가 깔끔(?)하게 해결되죠. 이는 운용 비용도 수소를 직접 쓰는 것보다 더 적다는 말도 됩니다.

개질설비를 갖추느라 늘어나는 부피/무게/초기비용을 상쇄하고도 남을 정도의 경제적 이득이 생기게 됨.

그러나 잠수함에서 ? 개질설비 때문에 디젤엔진 생략한 것을 다 까먹고도 남을 정도로 부피/무게가 늘어난다면 의미가 없어짐.

이거 잠수함에  넣을만큼 소형화가 가능한건가요?

소형화가 의미없죠.
잠수함의 장시간 작전을 위해
대용량 LNG 저장을 해야해서 ..

LNG 추진선이라는 것들이 현재는 대부분 LNG 운반선입니다.

장기간 LNG 를 액체 상태로 탱크에 넣고 운송하다보면 자연적으로 기화되버리는게 생깁니다.
이걸 탱크 안에 그냥 놔둘 수도 없고 공기중에 배출하는데, 이 양이 엄청납니다.

안 그래도 없어지고 말 LNG 를 써서 추진하면 좋지 않겠냐는 의미로 LNG 추진선이 만들어진겁니다.

바꿔 말하면 LNG 운반하지 않는 다른 종류의 선박에서는 그리 메리트가 없다는 의미죠.

가스 누출되면 겉잡을 수 없을 텐데, 잠수함에 사용이 가능할까요?

수상선에서는 LNG가 설혹 누출되도 대기중에 방출되겠지만, 잠수함은 많이 위험해 보이는데...

이게 뭐라고 댓글 장난아니네

밀리 주제로는 흥미롭죠.

이분은 경제게시판에서 머하러 수소트럭을 사용하냐 햇던분인데

또 이런곳에서는 수소전지로 잠수함을 만들자 하고 왓다리 갓다리 머리가 굉장히 비상하신분입니다

저런방식으로 하게 되면 그좁은 잠수함에 lng탱크+수소탱크+산소탱크 만해도 3개의 대형탱크가 필요한거 아닌가요?

거기에다가 만약에 lng가스가 누설만 되도 산소순환이 안되는 잠수함에서 위험한건 아닌가요?

일산화탄소중독

님도 머리가 융합공학에 적합한거 같아요 그쪽으로 공부를 해보지 그래요~~~~?

lng 가 잠수함동력원으로 적합하지 않은 이유.
1. 일산화중독.
뭐 lng 택시 마저도 이부분은 피해갈수 없다.
실제로 택시드라이버의 대부분이 이로인한 직업병군을 가지고 있으나, 본인도 잘모를 경우가 태반임.
lng는 무색무체무취  이므로 탐지또한 굉장히 어렵고,
그렇다고 일부러 암모니아 첨가때에는 그에 대한 암모니아 중독까지 염려됨.

2. lng 자체를 태울려면 공기량이 증가.
결국 스노클을 주구장창 부상시키고서 엔진을 가동해야 함.
이에대한 소음대책도 해야 하고
한마디로 이중적인 시스템으로 인한 비용만 증가할뿐 그에 대한 연료적인 거리적인 잇점은 오히려 상실할수도 있음.

3. 소음.
기화도 아닌 열화 시테 일어날 열량과 그에 따른 산소공급문제  수소를 바꾸는 .... 오히려 이중적이고 공간만 차이하는 이중적인 시스템은  비용증가와 더불어서
가장 중요한 정숙성에 위배하게 된다.
그로인한 정숙성에 관한 비용증가.
한마디로 이거다니 저거달고 저거다니 이걸또 달고. 하는 식으로 설계사상이 이뤄질수밖에 없다.
실제로 암모니아를 매개로 잠수함을 건조한 적이 있는 미국에서도 포기한 상황임.
lng 역시 이건 함정용 터보젯엔진이나. 터보프롭엔진에나....사용할 물건이지.
완전연소로 인한 불완전연소가 급격히 줄어서 배기 구에 대한 연기노출이 극히 적음.
거기에 잠열사용등.  수상함에 있어서 굉장한 잇점으로 탄생한 엔진 이고 연료체계이지.
잠수함에 2차전지로 쓸만한 물건은 아니라는 것임.

4. 엔진.
실제적인 잠수함의 엔진은 두가지다.  직접적인 화석연료를 사용하는 엔진과.
이엔진을 돌려서 전기를 생산해서 전기모터로 가는 방식
이게 복합적으로 들어간게 현 재래식 잠수함임.

실제적인 엔진의 모습에는 극도의 산소공급을 최대한 즐이려고 설계되어 있고
심지어 산소의 공급 발생장비 역시 인간의 생체환경에 맞춰 있다.
장보고 1 급에서 이산화탄소의 량의 증가를 밝혀내고 독일에 정식을 문제제기를 한 것 처럼 .
엔진은 절대적인 위치에 있다.
그러나 lng용 엔진은 절대로 잠수함에 맞춰지지 못하고 있다.
그존재자체만으로 생체환경을 위배하기 딱 좋다라는 것이다.

막말로 그좋다면. 현재 중국의 막찍어내듯한 재래식잠수함에도 lng를 사용하지 않는다.
기술의 문제가 아닌 기본사상자체가 문제인 것이 바로 이 lng 방식의 엔진이라는 것이다.
열화하면서 배출되는 일산화탄소역시 배출해야 하고 결국 항상 내부공기를 배출.  또 내부공기를 유입하는 방식으로 항상 유지해야 하려면 기존 산소발생기의 용량의 200배이상은 들어가게 된다.
한마디로 엔진자체가 불가능한 엔진이라는 것이다.
거기에 부상후에도 일산화탄소배출시설까지 해야 제대로된 성능을 낼수 있다라는 점이다.

용적과 중량제한이 넉넉한 상용화물선은 LNG 개질해서 연료전지 돌리는걸 고려할 수 있지만
 (심지어 기사에 나온 배는 LNG운반선... 추진체계가 일반 내연기관이더라도 LNG를 다루는 설비를 장착할 수밖에 없는..)

제약이 많은 수중의 잠수함은 괜히 LNG 개질하는 과정에서 부산물 만들고 LNG 저장용기도 공간상 낭비만 되니
산소/수소저장탱크를 싣고 다니는게 가장 효율적입니다.

애초에 LNG를 개질하면 수소가 튀어나오는데 연료전지를 돌리려면 산소저장탱크를 따로 가지고다녀야해요. 이게 무슨 낭비..
해수면 가까이에 올라가서 스노클하면서 연료전지 돌리는건 가능하나....
그럼 연료전지가 갖는 장점이 뭔가요.. 부상하지 않고도 전원을 공급하는게 연료전지의 가장 큰 장점인데.

이것저것 아이디어가 나오는데
결론은 핵추진으로 통합 될 듯 하네요.