WO2023003240A1 - 액화 수소 저장 탱크 - Google Patents

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WO2023003240A1
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resin
storage tank
liquefied hydrogen
hydrogen storage
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조문수
조연호
박병준
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주식회사 한국카본
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the present invention relates to a liquefied hydrogen storage tank used for transporting or storing cryogenic liquefied hydrogen.
  • Hydrogen fuel is not only the most abundant element on Earth after carbon and nitrogen, but also a clean energy source that produces only a very small amount of nitrogen oxides during combustion and does not emit any other pollutants. It can be produced as a raw material, and since it is recycled as water after use, it can be said to be an optimal alternative energy source without fear of depletion.
  • Methods of storing hydrogen include a method of compressing and storing hydrogen gas, a method of storing hydrogen using a hydrogen storage alloy, and a method of storing liquefied hydrogen.
  • the method of liquefying and storing hydrogen is recognized as a technology suitable for large-scale storage and long-distance transportation of hydrogen as the hydrogen economy grows because it enables large-scale transportation of hydrogen by ship.
  • a liquefied cargo carrier capable of transporting liquefied cargo made of liquefied hydrogen by sea is provided with a liquefied hydrogen (LH2) storage tank capable of storing and storing liquefied hydrogen liquefied at a very low temperature.
  • LH2 liquefied hydrogen
  • liquefied hydrogen storage tanks that store liquefied hydrogen use the structure of an existing liquefied natural gas (LNG) storage tank as it is or slightly modified, but liquefied hydrogen is more Since it is a low-temperature fluid, a more stringent solution than the previously known storage technology of liquefied natural gas is required.
  • LNG liquefied natural gas
  • liquefied hydrogen has a low boiling point characteristic with a liquefaction temperature lower than -250 ° C or higher (a liquefaction temperature lower than -162 ° C) of cryogenic liquefied natural gas
  • vaporization is promoted more easily than liquefied natural gas
  • the evaporation rate per volume (BOR: Boil-Off Rate) reaches 10 times that of liquefied natural gas.
  • BOG Boil-Off Gas
  • a liquefied hydrogen storage tank must have better insulation performance than a conventional liquefied natural gas storage tank.
  • the present invention is to solve the above problems, and the outer wall has a honeycomb structure in which a plurality of cells are formed between the outer panel and the inner panel, and airgel is filled in the plurality of cells, so that both the insulation performance and structural robustness are excellent. It is an object to provide a liquefied hydrogen storage tank.
  • the present invention provides a liquid hydrogen storage tank including a honeycomb structure in which a plurality of cells filled with airgel are formed.
  • an inner wall having a space for storing liquefied gas formed therein and an outer wall forming a vacuum layer between the inner wall and the outer wall include a honeycomb core in which a plurality of cells are formed between the outer panel and the inner panel. is an inserted structure, and airgel is filled in the plurality of cells.
  • the leakage protection membrane may be made of at least one of stainless steel, aluminum, and aluminum alloy.
  • the airgel may include at least one of silica airgel, carbon airgel, and silica airgel to which carbon is added.
  • a heat insulating layer may be further included between the vacuum layer and the inner panel of the outer wall.
  • the heat insulating layer may include a rigid polyurethane foam.
  • the outer panel and the inner panel are made of a composite material in which a base resin is reinforced with reinforcing fibers, but the base resin is an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a phenolic resin, It may include at least one of polyethylene resin, nylon resin, polyacetal resin, vinyl chloride resin, polystyrene resin, and ABS resin, and the reinforcing fiber may include at least one of glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber.
  • cross section of the inner wall and the outer wall of the liquefied hydrogen storage tank of the present invention has four or more sides, so that volumetric efficiency compared to the spherical shape can be maximized.
  • cross sections of the inner wall and the outer wall may be rectangular.
  • the liquid hydrogen tank of the present invention has a structure in which a honeycomb core in which a plurality of cells are formed is inserted between an outer panel and an inner panel on the outer wall of the liquid hydrogen tank, so that both structural robustness and lightness can be satisfied, and airgel is filled in the plurality of cells , can improve the insulation performance.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquefied hydrogen tank according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A' of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of part B of FIG. 1 .
  • Figure 4 is a perspective exploded view of the outer wall of Figure 1;
  • the present invention the inner wall in which a space for storing liquefied hydrogen is formed on the inside; and an outer wall forming a vacuum layer between the inner wall and the outer wall having a structure in which a honeycomb core having a plurality of cells is inserted between the inner panel and the outer panel, and a liquid hydrogen storage tank in which airgel is filled in the plurality of cells.
  • the terms “include” or “have” are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
  • a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, this includes not only the case where it is “directly on” the other part, but also the case where another part is present in the middle.
  • a part such as a layer, film, region, plate, etc.
  • being disposed “on” may include the case of being disposed not only on the top but also on the bottom.
  • FIGS. 1 to 4 a liquefied hydrogen storage tank according to the present invention will be described in detail.
  • Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.
  • the dimensions of the structures are shown enlarged than actual for clarity of the present invention.
  • Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.
  • Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
  • the liquefied hydrogen storage tank 1000 may have a structure in which an inner wall 100, a vacuum layer 300, and an outer wall 200 are sequentially arranged.
  • a space for storing liquefied hydrogen is formed inside the inner wall 100. Therefore, since the inner wall 100 directly contacts liquefied hydrogen, it is necessary to use a metal material that is not brittle at low temperatures so as to withstand the ultra-low temperature of liquefied hydrogen.
  • the metal material may be any one or more of aluminum, aluminum alloy, nickel steel, and stainless steel.
  • an outflow prevention film 400 covering the outside of the inner wall 100 to prevent leakage of liquefied hydrogen may be further included.
  • the leakage protection film 400 serves to prevent the vacuum layer from being destroyed when liquefied hydrogen leaks due to cracks in the inner wall 100 .
  • the thermal insulation performance of the vacuum layer 300 deteriorates, resulting in thermal penetration into the liquefied hydrogen. will increase Due to this, liquefied hydrogen evaporates and leads to fire or explosion due to vaporized hydrogen, causing a major problem in the stability of the liquefied hydrogen storage tank.
  • the leakage protection film 400 may cover the outer side of the inner wall 100 to primarily block the leakage of liquefied hydrogen.
  • the outflow protection film 400 should use a metal material with strong low-temperature brittleness like the inner wall 100, and may be any one or more of aluminum, aluminum alloy, nickel steel, and stainless steel. there is.
  • the outer wall 200 forms a vacuum layer 300 between the inner wall 100 and the inner wall 100 .
  • the outer wall 200 serves to withstand stress or load transferred from the inside of the inner wall 100, and the vacuum layer 300 blocks external heat from being transferred to the inside of the inner wall to exhibit heat insulation performance.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the outer wall 200 taken along line A-A' in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of part B of the outer wall 200 in FIG.
  • the outer wall 200 is a sandwich structure, and has a structure in which a honeycomb core 230 having a plurality of cells 240 is inserted between the inner panel 210 and the outer panel 220. And, the airgel 240 may be filled in the plurality of cells.
  • the honeycomb core 230 By inserting the honeycomb core 230, heat conduction between the inner panel 210 and the outer panel 220 can be minimized. Specifically, the plurality of cells of the honeycomb core 230 form air pockets to block heat conduction, and when the plurality of cells are filled with the airgel 240 having insulation performance, the insulation performance can be further maximized.
  • the airgel 240 may include at least one of silica airgel, carbon airgel, and silica airgel to which carbon is added.
  • a heat insulating layer (not shown) may be further included between the vacuum layer 300 and the inner panel 210 of the outer wall 200 to improve heat insulating performance.
  • the heat insulating layer may be polyurethane foam manufactured by foaming polyurethane, and may be disposed on the vacuum layer 300 or under the inner panel 210 .
  • the inner panel 210 and the outer panel 220 are made of a composite material in which a base resin is reinforced with reinforcing fibers, and the base resin is an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, A phenolic resin, a polyethylene resin, a nylon resin, a polyacetal resin, a vinyl chloride resin, a polystyrene resin, and an ABS resin, and the reinforcing fiber may include any one or more of glass fiber, carbon fiber, and aramid fiber.
  • the composite material having the above configuration it is possible to simultaneously achieve light weight and structural robustness compared to steel materials that generally constitute the outer wall of a conventional liquid hydrogen tank.
  • the liquefied hydrogen tank of the present invention may have four or more sides in the cross section of the inner wall and the outer wall. That is, the external shape of the liquefied hydrogen tank may be a polygonal type rather than a spherical or cylinder type. For example, as shown in FIG. 1 , cross sections of the outer wall 200 and the inner wall 100 may be of a rectangular type. Since the inner and outer walls of a conventional liquefied hydrogen tank are spherical or cylindrical, it is possible to solve the problem of loss in volumetric efficiency of liquefied hydrogen and inability to efficiently utilize the mounting space when mounted on a vehicle or ship.
  • the outer wall has a honeycomb structure in which a plurality of cells are formed between the outer panel and the inner panel, and airgel is filled in the plurality of cells, thereby providing excellent thermal insulation performance and structural robustness.

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Abstract

본 발명은 내벽, 단열층, 및 외벽이 순차 적층된 구조를 가지며, 외벽이 외측 판넬 및 내측 판넬 사이에 에어로겔이 충진된 복수개의 셀이 형성된 허니컴 구조를 가짐으로써, 단열 성능과 구조적 강건성이 모두 뛰어난 액화 수소 저장 탱크를 제공한다.

Description

액화 수소 저장 탱크
본 출원은 2021.07.20.자 대한민국 특허출원 제10-2021-0094871호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 대한민국 특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로 포함된다.
본 발명은 초저온 액화 수소의 운송이나 저장에 사용되는 액화 수소 저장 탱크에 관한 것이다.
최근 들어 급속한 산업화의 발달 및 인구의 증가로 인해 에너지 수요가 지속적으로 증가하고 있고, 이에 따라 화석 연료의 고갈에 따른 대체 에너지 수급이 절실한 상황에서, 주목을 받고 있는 대체 에너지로 수소 연료가 꼽히고 있다. 수소 연료는 지구상에서 탄소와 질소 다음으로 가장 풍부한 원소일 뿐만 아니라, 연소 시에 극히 미량의 질소산화물만을 생성시킬 뿐 다른 공해 물질은 전혀 배출하지 않는 깨끗한 에너지원이고, 지구상에 존재하는 풍부한 양의 물을 원료로 하여 만들어낼 수 있으며, 사용 후에도 다시 물로 재순환되기 때문에 고갈의 우려가 없는 최적의 대체 에너지원이라 할 수 있다.
이러한 수소연료를 이용하기 위한 가장 중요한 과제는 수소의 저장방법이다. 수소의 저장방법으로는 수소 기체를 압축시켜 저장하는 방법, 수소저장합금을 이용한 저장 방법, 액화시켜 저장하는 방법 등이 있다. 이 중 수소를 액화시켜 저장하는 방법이 선박에 의한 수소의 대규모 운송이 가능하여, 수소 경제가 성장함에 따라, 수소의 대규모 저장 및 장거리 운송에 적합한 기술로 인식되고 있다.
구체적으로, 액화 수소로 이루어진 액화 화물을 해상으로 수송할 수 있는 액화 화물 운반선에는 초저온으로 액화시킨 액화 수소를 보관 및 저장할 수 있는 액화 수소(LH2) 저장 탱크가 구비된다.
현재 액화된 수소를 저장하는 액화 수소 저장탱크에 대한 기술은, 기존의 액화천연가스(LNG) 저장탱크의 구조를 그대로 채용하거나 또는 약간 변형하여 이용하는 것이 대부분이나, 액화 수소는 액화천연가스에 비하여 더 저온의 유체이므로, 기존에 알려진 액화천연가스의 저장기술보다 더 엄격한 해결책이 필요하다.
구체적으로, 액화 수소는 액화 온도가 -250℃ 이상으로 극저온의 액화천연가스(-162℃보다 더 낮은 액화 온도를 가지는 저비점 특성을 가지므로 액화천연가스보다 기화가 더 쉽게 촉진되며, 체적당 증발률(BOR: Boil-Off Rate)은 액화천연가스의 10배에 달한다. 이에 따라, 증발 가스(BOG: Boil-Off Gas)에 의한 저장탱크 내 압력 증가 문제가 액화천연가스의 경우보다 심각하므로, 액화 수소의 장거리 운송에 있어서, 액화 수소의 증발률을 낮추는 것이 무엇보다 중요하며, 이에 따라 액화 수소 저장 탱크는 기존의 액화 천연 가스 저장탱크보다 더 뛰어난 단열성능을 갖춰야 한다.
단열을 극대화 하기 위한 방법으로 진공 단열 방식을 채택하는 것이 일반적이다. 상기의 진공 단열 방식은 진공에 의한 1기압의 하중과 자체 증기압 및 수두압을 견딜 수 있어야 하며, 특히, 선박이나 차량에 탑재되는 경우, 지지체의 운동에 의한 추가 하중, 잦은 재충진이나, 내부 유체 파동에 의한 압력 변이가 유발하는 피로 하중, 탱크 내부의 온도차이가 유발하는 열적 하중까지도 고려해야 하므로 매우 가혹한 설계가 필요하다.
따라서, 액화 수소의 증발률을 낮추기 위해 뛰어난 단열성능을 갖추면서, 여러 다양한 하중에 대한 구조적 강건성을 동시에 만족시킬 수 있는 액화 수소 저장 탱크가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외벽이 외측 판넬 및 내측 판넬 사이에 복수개의 셀이 형성된 허니컴 구조를 가지며, 상기 복수개의 셀 내에 에어로겔이 충진되어, 단열 성능과 구조적 강건성이 모두 뛰어난 액화 수소 저장 탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 에어로겔이 충진된 복수개의 셀이 형성된 허니컴 구조를 포함하는 액화 수소 저장 탱크를 제공한다.
구체적으로, 내측에 액화 가스를 저장하기 위한 공간이 형성되는 내벽 및 상기 내벽과의 사이에 진공층을 형성하는 외벽을 포함하되, 상기 외벽은 외측 판넬 및 내측 판넬 사이에 복수개의 셀이 형성된 허니컴 코어가 삽입된 구조이며, 상기 복수개의 셀 내에 에어로겔이 충진된다.
하나의 예에서, 상기 내벽의 외측을 커버하는 유출방어막을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 유출방어막은 스테인리스 강(stainless steel), 알루미늄, 및 알루미늄 합금 중 어느 하나 이상을 소재로 할 수 있다.
구체적인 예에서, 상기 에어로겔은 실리카 에어로겔, 탄소 에어로겔, 및 탄소를 첨가한 실리카 에어로겔 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
다른 하나의 예에서, 상기 진공층과 외벽의 내측 판넬 사이에 단열층을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 단열층은 경질 폴리우레탄 발포체를 포함할 수 있다.
다른 구체적인 예에서, 상기 외측 판넬 및 내측 판넬은 기지 수지가 보강섬유로 강화된 복합재를 소재로 하되, 상기 기지 수지는, 불포화폴리에스터수지, 비닐에스터수지, 에폭시수지, 폴리우레탄수지, 페놀수지, 폴리에틸렌수지, 나일론수지, 폴리아세탈수지, 염화비닐수지, 폴리스티렌수지 및 ABS 수지 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 보강 섬유는 유리섬유, 카본섬유, 및 아라미드 섬유 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 액화 수소 저장 탱크의 내벽 및 외벽의 단면이 4개 이상의 변을 가져 구형 대비 용적 효율을 최대화할 수 있다. 구체적인 예에서, 내벽 및 외벽의 단면이 사각형일 수 있다.
본 발명의 액체 수소 탱크의 외벽에 외측 판넬 및 내측 판넬 사이에 복수개의 셀이 형성된 허니컴 코어가 삽입된 구조를 가져, 구조 강건성 및 경량성을 모두 만족할 수 있고, 상기 복수개의 셀 내에 에어로겔이 충진시켜, 단열 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 액화 수소 탱크의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 선을 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 B 부분을 확대한 단면도이다.
도 4는 도 1의 외벽의 사시 분해도이다.
[부호의 설명]
1000: 액화 수소 저장 탱크
100: 내벽
200: 외벽
210: 내측 판넬
220: 외측 판넬
230: 허니컴 코어
240: 에어로겔
300: 진공층
400: 유출방어막
본 발명은, 내측에 액화 수소를 저장하기 위한 공간이 형성되는 내벽; 및 내벽과의 사이에 진공층을 형성하는 외벽을 포함하되, 외벽은 내측 판넬 및 외측 판넬 사이에 복수개의 셀이 형성된 허니컴 코어가 삽입된 구조이며, 복수개의 셀 내에 에어로겔이 충진되는 액화 수소 저장 탱크를 제공한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 4를 참조하여, 본 발명에 따른 액화 수소 저장 탱크를 상세히 설명한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 실시예에 따른 액화 수소 저장 탱크(1000)는 내벽(100), 진공층(300), 및 외벽(200)이 순차 배치된 구조일 수 있다.
먼저, 내벽(100)은 내측에 액화 수소를 저장하기 위한 공간이 형성된다. 따라서, 내벽(100)은 액화 수소와 직접 접촉하므로 액화 수소의 초저온을 견딜 수 있도록 저온 취성이 없는 금속 재질을 사용해야 한다. 상기 금속 재질은 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈 강, 및 스테인리스 강 중 어느 하나 이상의 재질일 수 있다.
하나의 예로, 내벽(100)의 외측을 커버하여 액화 수소의 유출을 방지하는 유출방어막(400)을 더 포함할 수 있다. 유출방어막(400)은 내벽(100)의 균열에 의해 액화 수소가 누출되는 경우, 진공층이 파괴되는 것을 방지하는 역할을 한다. 구체적으로, 내벽(100)의 내측에 있던 액화 수소가 진공층(300)으로 누출되어, 진공층(300)이 파괴되는 경우, 진공층(300)의 단열 성능 저하됨에 따라 액화 수소에 대한 열침투가 증가하게 된다. 이로 인해, 액화 수소가 증발하여 기화 수소에 의한 화재나 폭발로 이어져, 액화 수소 저장탱크의 안정성에 큰 문제가 발생한다. 이를 방지하기 위해, 유출방어막(400)이 내벽(100)의 외측을 커버하여 액화 수소의 누출을 1차적으로 차단할 수 있다. 이때, 유출방어막(400)은 내벽(100)과 마찬가지로 저온 취성이 강한 금속 재질을 사용해야 하며, 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈 강(nickel steel), 및 스테인리스 강(stainless steel) 중 어느 하나 이상의 재질일 수 있다.
외벽(200)은 내벽(100)과의 사이에 진공층(300)을 형성한다. 외벽(200)은 내벽(100)의 내측으로부터 전달되는 응력 또는 하중을 견디는 역할을 수행하고, 진공층(300)은 외부의 열이 내벽의 내측까지 전달되는 것을 차단하여 단열 성능을 발휘한다.
도 2는 도 1의 A-A' 선을 따른 외벽(200)의 단면도이고, 도 3은 도 1의 외벽(200) 중 B 부분을 확대한 도면이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외벽(200)은 샌드위치 구조체로서, 내측 판넬(210) 및 외측 판넬(220) 사이에 복수개의 셀(240)이 형성된 허니컴 코어(230)가 삽입된 구조이고, 상기 복수개의 셀 내에 에어로겔(240)이 충진될 수 있다.
허니컴 코어(230)를 삽입함으로써 내측 판넬(210) 및 외측 판넬(220) 사이의 열전도를 최소화할 수 있다. 구체적으로, 허니컴 코어(230)의 복수개의 셀이 에어 포켓을 형성하여 열전도를 차단할 수 있고, 상기 복수개의 셀에 단열 성능을 가지는 에어로겔(240)을 충진한 경우, 단열 성능을 더욱 극대화시킬 수 있다. 이때, 에어로겔(240)은 실리카 에어로겔, 탄소 에어로겔, 및 탄소를 첨가한 실리카 에어로겔 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적인 예에서, 단열 성능의 향상을 위해 진공층(300)과 외벽(200)의 내측 판넬(210) 사이에 단열층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이때, 단열층은 폴리우레탄을 발포하여 제조되는 폴리우레탄 발포체일 수 있으며, 진공층(300) 상에 배치되거나 내측 판넬(210) 하에 배치될 수 있다.
상기 내측 판넬(210) 및 외측 판넬(220)은 기지 수지가 보강 섬유로 강화된 포함하는 복합재를 소재로 하되, 상기 기지 수지는, 불포화폴리에스터수지, 비닐에스터수지, 에폭시수지, 폴리우레탄수지, 페놀수지, 폴리에틸렌수지, 나일론수지, 폴리아세탈수지, 염화비닐수지, 폴리스티렌수지 및 ABS 수지 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 보강 섬유는 유리섬유, 카본섬유, 및 아라미드 섬유 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 구성의 복합재를 사용함으로써 종래의 액체 수소 탱크에서 일반적으로 외벽을 구성하는 강(steel) 소재에 비하여, 경량성 및 구조적 강건성을 동시에 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 액화 수소 탱크는 내벽 및 외벽의 단면이 4개 이상의 변을 가지는 것일 수 있다. 즉, 액화 수소 탱크의 외형이 구형이나 실린더 타입이 아닌 다격형 타입일 수 있다. 예를 들어, 도 1의 도시된 바와 같이, 외벽(200) 및 내벽(100)의 단면이 사각형인 사각 타입일 수 있다. 종래의 액화 수소 탱크의 내벽 및 외벽은 구형 타입 또는 실린더 타입이어서, 액화 수소의 용적 효율에 있어서 손실이 있고, 차량이나 선박 등에 탑재하는 경우, 탑재 공간을 효율적으로 활용하지 못하는 문제점을 해결할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해야만 할 것이다.
본 발명은, 외벽이 외측 판넬 및 내측 판넬 사이에 복수개의 셀이 형성된 허니컴 구조를 가지며, 복수개의 셀 내에 에어로겔이 충진되어, 단열 성능과 구조적 강건성이 모두 뛰어난 최적의 발명이다.

Claims (8)

  1. 내측에 액화 수소를 저장하기 위한 공간이 형성되는 내벽; 및
    상기 내벽과의 사이에 진공층을 형성하는 외벽을 포함하되,
    상기 외벽은 내측 판넬 및 외측 판넬 사이에 복수개의 셀이 형성된 허니컴 코어가 삽입된 구조이며,
    상기 복수개의 셀 내에 에어로겔이 충진된 것을 특징으로 하는 액화 수소 저장 탱크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내벽의 외측을 커버하여 액화 수소의 유출을 방지하는 유출방어막을 더 포함하는 액화 수소 저장 탱크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유출방어막은 스테인리스 강(stainless steel), 알루미늄, 및 알루미늄 합금 중 어느 하나 이상을 소재로 하는 액화 수소 저장 탱크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로겔은 실리카 에어로겔, 탄소 에어로겔, 및 탄소를 첨가한 실리카 에어로겔 중 어느 하나 이상을 포함하는 액화 수소 저장 탱크.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공층과 외벽의 내측 판넬 사이에 단열층을 더 포함하는 액화 수소 저장 탱크.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 단열층은 폴리우레탄 발포체를 포함하는 액화 수소 저장 탱크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 판넬 및 외측 판넬은 기지 수지가 보강 섬유로 강화된 복합재를 소재로 하되,
    상기 기지 수지는, 불포화폴리에스터수지, 비닐에스터수지, 에폭시수지, 폴리우레탄수지, 페놀수지, 폴리에틸렌수지, 나일론수지, 폴리아세탈수지, 염화비닐수지, 폴리스티렌수지 및 ABS 수지 중 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 보강 섬유는 유리섬유, 카본섬유, 및 아라미드 섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 수소 저장 탱크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 내벽 및 외벽의 단면이 4개 이상의 변을 가지는 것을 특징으로 하는 액화 수소 저장 탱크.
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