* 탄소 나노구조물은 효율적 수소저장 매질인가?(Are carbon nanostructures an efficient hydrogen storage medium?)

전문가 제언

□ 연료전지분야에서 탄소 나노튜브의 응용은 이동식 연료전지의 수소저장체이다. 자동차용 연료전지는 차체에 탑재된 수소공급원이 있어야 한다. 상온에서 수소가스는 150기압에서 12kg/m3의 밀도를 가지고 있고, 자동차에서 요구되는 수소밀도는 63kg/m3(미국 에너지성의 목표는 전기자동차 500km 주행기준 6.5wt% 저장매질, 수소밀도 65kg/m3)이다. 따라서 수소 저장매체를 사용하여 상온에서 6.5wt%이상의 수소를 저장시킬 수 있는 물질이 필요하다. 그러나 연료전지용 수소저장매질의 실용화하기 위해서는 극복해야할 문제로 온도와 압력이 너무 낮다는 것이다.

□ 1997년 Dillon 등은 SWNTs가 높은 가역적 수소저장능력을 가지고 있음을 최초로 주장하였다. 이들은 직경 12Å의 좁은 SWNTs내에 수소를 고밀도(5～10wt%)로 저장할 수 있으며 직경 16.3Å과 20Å을 갖는 SWNTs의 경우 목표치인 6.5wt%에 접근할 수 있음을 밝혔다. 수소 TDS실험에서 수소의 물리흡착은 주로 SWNTs의 공동(Cavities, 空洞)내에서 일어나는 것으로 나타났다. 수소분자들이 출입이 가능한 열린 끝과(open ends)와 짧은 길이를 갖는 고농도의 SWNTs 시료를 생산하는 방법을 개발하였고, 이들은 주변 환경과 같은 조건에서 몇 분 만에 3.5～4.5wt%의 수소를 흡착하였다. 시료에 나노튜브 직경과 비슷한 크기의 미세 기공들이 존재하는데 이는 끝이 열린 나노튜브들이 많음을 가리킨다. 이런 종류의 SWNTs는 고효율 수소저장매질로서 유망하다.

□ 여러 연구자들의 SWNTs에서 수소저장 연구결과의 편차가 많음으로 이를 해결하는 방안으로서, 동일한 연구팀이 다른 분석방법을 사용해본다든가, 또는 동일한 분석방법을 독립적인 다른 연구기관에서 재현해보고 연구결과 편차의 원인과 그 유의성을 검토해야 한다. 제한된 시료사용에 의한 오차가 있을 수 있기 때문에 우선 SWNTs의 대량생산기술이 개발되어 저렴한 가격으로 공급될 수 있어야 연구가 활성화되고 나아가서 실용화가 촉진된다.

저자

Hirscher, Michaecher Marion,Haluska, Miroslav, von Zeppelin, Frank,Chen, Xiahong, Dettlaff-Weglikowska, Urszulaoth, Siegmar

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2003

권(호)

356-357

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

433~437

분석자

서*석

분석물

• 탄소 나노 구조물은 효율적 수소저장 매질인가.pdf [217,075 byte]

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