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개발 이야기
차세대 에너지 : 수소와 암모니아 전파, 다른 분야의 기술로 끊어진 기술 감지 기술
수소와 암모니아는 탄소 중립을 실현하기 위해 화석 연료를 대체하기위한 새로운 에너지 원으로 주목을 받고 있습니다 그러나 수소는 가연성이고 암모니아는 독성이므로 취급 할 때주의가 필요합니다
두 가지 차세대 에너지 원을 안전하게 활용하려면 기술이 빠르고 정확하게 측정하기 위해 기술이 필수적입니다 바카라 주소은 현재 수년에 걸쳐 재배 한 감지 기술을 기반으로 수소 및 암모니아 측정 장비를 개발하고 있습니다 우리는 개발 팀의 4 명과 대화했습니다
분석기의 기술적 문제는 "높은 감도"입니다
화상을 입을 때조차도 CO2를 생산하지 않는 수소 및 암모니아는 발전소, 선박 및 공장에서 탄화를 촉진 할 차세대 에너지로 사용될 것으로 예상됩니다 활용도를 확장하기위한 과제 중에는 감지 기술이 핵심 기술 중 하나입니다
노트) 2022 년 3 월 29 일 천연 자원 및 에너지 기관이 발표
"수소와 암모니아를 둘러싼 현재 상황 및 향후 고려 사항"
"수소와 암모니아를 둘러싼 현재 상황 및 향후 고려 사항"
레이저 표시등이 가스에 적용되면 가스는 특정 파장의 빛을 흡수합니다 바카라 주소의 첫 번째 레이저 가스 분석기는 일본에서 상용화되었습니다이 특성을 사용합니다 가스 농도는 광 방출 부분의 광 변이량 및 광수 수신 부분의 양에 따라 측정 될 수 있으며 주변 영역으로의 누출을 점검 할 수 있습니다
Shrester, 측정 기기 개발 부서, 산업 비즈니스 부서
그러나 수소와 암모니아는 광 흡수 속도가 낮으므로 가스 농도를 측정하기가 어렵습니다
6 년 동안 상용화를해온 Schresta는 "가장 중요한 개발 시점은 분석기를 매우 민감하게 만드는 방법이었습니다"
파형의 노이즈를 줄이는 방법
어떻게 분석기를 매우 민감하게 만들 수 있습니까? 레이저 표시등이 가스에 노출 될 때의 신호가 파형으로 표시되면 노이즈가 생성된다는 것이 분명합니다 수소 나 암모니아에 국한되지는 않지만 가스 농도를 측정 할 때 가능한 한이 노이즈를 제거해야하지만 기존의 노이즈 제거 필터를 사용하면 신호가 줄어 듭니다
감지 연구 부서의 요키민, 기술 개발 본부
위에서 언급 한 바와 같이, 광 흡수 속도가 낮은 수소와 암모니아는 신호가 매우 작은 신호를 가지므로 기존 필터는 가스 농도를 정확하게 측정 할 수 없습니다 이것은 개발이 어려운 곳입니다 2016 년에 회사에 합류 한 이래로 감지 기술을 개발하고있는 요시민 (Yoshimine)은 "신호를 줄이지 않고 소음을 줄이는 방법을 아는 것이 중요했습니다"
2021 년에 시작된 연구는 앞뒤로 강요되었습니다 그러나 돌파구가 일어났다
이미지 처리 필드에서 기술 문제 해결
Teraoka, 산업 비즈니스 본부 측정 기기 개발 부서 측정
팀 리더의 지시에 따라, 우리는 다양한 분야의 기술에 집중해야하며 분야에 구속되지 않아야합니다 "회원들은 다양한 학문 사회와 문학에서 기술 연구를 수행했습니다
2022 년 9 월, 개발이 시작된 지 1 년 반 후
지도자는 당시 6 개월 동안 회사에 있었던 요시민과 테라 오카를 불러서 말했다 이것은 웨이블릿 변환, 이미지 처리 및 기타 목적에 사용되는 신호 처리 기술입니다
Teraoka는 "효과가있을 수있다"고 확신했으며 즉시 PC에서 시뮬레이션을 시작했습니다 파형의 노이즈는 훌륭하게 사라졌습니다
10 월에 실험은 분석기에 통합하여 실험을 시작했으며 개발은 원활하게 진행되는 것처럼 보였다 그러나 새로운 장벽이 제기되었습니다
"가스 분석기에 사용되는 CPU (중앙 처리 장치)는 계산을 처리하는 데 너무 오래 걸렸습니다 CPU의 처리 전력이 증가하면 비용이 증가 할 것입니다 우리는 효율적으로 변환하는 방법에 대한 고려 사항을 반복했습니다
2023 년 2 월, Yoshimine과 Teraoka는 "가스 농도를 측정하는 데 필요한 지점 데이터 만 변환한다"는 결론에 도달했습니다 요시민은 "나는 이전에는 불가능한 아이디어를 사용하여 결과를 달성 할 수 있다는 점을 느꼈다"고 회상했다
지열 프로젝트에서 개발 된 감지 기술 활용
가스 분석기의 개발은 큰 성공을 거두었습니다 그러나 실제로 차세대 에너지를 사용하려면 가스 농도 외에 유량을 측정해야합니다
암모니아는 이전에 비료로 사용되었으며, 액체 암모니아를 측정하는 유량계는 상업적으로 이용 가능했습니다 반면에, 액체 수소에는 유량계가 없다 이것은 암모니아와 수소 액화가 다르기 때문에 수소 유량계를 상용화하기 위해서는 "다상 흐름"(참고)과 같은 고유 한 수소 문제를 해결해야했기 때문입니다
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(참고)
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다상 흐름 = 다른 액체 및 가스의 다른 상태, 액체 및 고체에서 혼합
매우 낮은 온도에서 253 도의 수소 액화 액화되면 부피는 가스의 1-800 번째가되므로 종종 액체 수소로 전달됩니다 그러나 극도로 극저온 온도를 유지하기는 어렵고 제품의 일부는 운송 중에 기화됩니다 대상에서 액체 수소의 유량을 정확하게 파악하려면 액체 대 가스의 비율을 측정해야했습니다
수소 및 암모니아의 측정기구
Jimbo, Sensing Research Department, 기술 개발 본부
2018 년에 회사에 합류 한 Jimbo는 지열 발전의 연구 및 개발에서 가스와 액체가 혼합 된 지열 증기의 유량을 측정하는 센서의 원리를 연구했습니다 2023 년 4 월에 수소 유량계 개발 팀이 설립되어 회원을 임명했을 때, 나는 "대상이 다르지만 센서를 연구하고 개발하고있다"고 생각했다
상업용 제품에서 사용할 수없는 센서 개발은 일련의 시행 착오 였지만 2024 년 봄에 프로토 타입이 완료되었습니다 안전상의 이유로 인해 액체 수소를 다루기가 매우 어렵고 일본에서 실험을 수행하기위한 제한된 수의 시설만이 있습니다
"정확도는 여전히 길지만 센서로 기능하는 것을 확인했습니다 앞으로는 정확도를 향상시키고 실제로 액체 수소로 테스트하고 가능한 빨리 상용화하는 것을 목표로합니다"
2026 년 상업화 목표
유량계를 앞두고, 팀은 분석기에 대한 민감도를 높이기 위해 연구를 수행하고 있었으며, 이는 웨이블릿 변환이 도입되었을 때 방향성을 나타 냈습니다
이 맥락에서, 바카라 주소은 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 기관 (NEDO)이 녹색 혁신 (GI) 펀드 프로젝트로 공개적으로 채용 한 "차세대 선박 개발"프로젝트에서 "암모니아 연료 선박 공급망 건설"의 주변 장비 개발을 제안하고 채택했습니다 팀이 현재 작업하고있는 것은 암모니아가 암모니아 스탠드의 파이프에 남아 있는지 여부를 측정하는 기술이 있으며, 이는 해상 선박에 연료를 공급하는 암모니아 스탠드의 파이프에 남아 있는지 여부를 측정하는 기술입니다
학생들을위한 메시지는 무엇입니까?
Yoshimine (왼쪽)은 "지속적인 일을위한 가장 중요한 기초는"건강과 안전 "입니다 이것이 기초라면 연구에 전념 할 수 있습니다" Jimbo (오른쪽)는 "다른 분야에서 연구를 통해 새로운 것을 연구 할 기회가있었습니다 저는 일과 나 자신 모두에서 새로운 기술을 끊임없이 채택하는 것이 중요하다는 것을 깨달았습니다"
Yoshimine (왼쪽)은 "지속적인 일을위한 가장 중요한 기초는"건강과 안전 "입니다 이것이 기초라면 연구에 전념 할 수 있습니다" Jimbo (오른쪽)는 "다른 분야에서 연구를 통해 새로운 것을 연구 할 기회가있었습니다 저는 일과 나 자신 모두에서 새로운 기술을 끊임없이 채택하는 것이 중요하다는 것을 깨달았습니다"
"사용을위한 환경은 명확하게 정의되었으므로 특정 문제를 가정하면서이를 개발할 수 있습니다 우리는 2026 회계 연도에 의해 상용화되는 목표로 암모니아 분석기를 상용화하기 위해 노력하고 있습니다"(Shrester)
Shrester (왼쪽)는 "개인 플레이보다는 팀 (팀)과 함께 일하는 것을 선호합니다 바카라 주소은 팀으로서의 연구를 수행하기 때문에 궁금한 점이 있으면 선배와 동료에게 쉽게 문의 할 수 있습니다" Teraoka (오른쪽)는 학생들에게 메시지를 보냅니다 "내가하려는 것은 내 지평을 넓히는 것입니다 자신의 범위를 기반으로 생각할 때 이해하지 못하는 것은 힌트와 솔루션으로 이어질 것입니다"
획기적인 것은 수소와 암모니아를 측정하기 위해 다른 분야에서 사용되는 기술로 인해 발생했습니다 젊은 연구자들의 유연한 아이디어는 세계적인 공통 도전 인 탈탄화를 지원할 것입니다
