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Li-N-H계 수소저장재료

전문가 제언: ○ 많은 전문가들은 고원유가가 에너지 생산과 소비에 혁신을 가져와 소위 수소경제를 앞당기는 동인(動因)이 될 것으로 믿는다. 바람, 태양, 수력발전과 같은 재생 가능한 자원으로부터 물을 분해하여 산소와 수소를 얻는다. 얻어진 수소는 저장하였다가 필요할 때 연료전지 장치 내에서 공기 중의 산소와 결합하여 전기를 발생하는데 이때 부산물은 무공해 물질인 물이다.

○ 수소경제는 푸른 꿈이다. 그러나 몇몇 중요한 기술적 개발이 없이는 수소경제는 부정적 전망을 낳을 수 있다. 그 중 하나는 수소저장 방법, 즉 고압 압축과 액화 방식은 높은 에너지 밀도를 얻을 수 없고 쉽게 저장할 수도 없다는데 있다. 이런 방식으로 수소를 전국적으로 공급하는 것은 그리 큰 문제는 아니나 자동차를 움직이는 동력을 얻는데 역시 기술적 장애를 넘어야한다.

○ 따라서 연구자의 관심사는 어떻게 적은 공간에 다량의 수소를 안전하게 저장할 수 있는가에 쏠려있다. 이에 대한 방안으로 수소 분자를 다른 화학물에 결합(bind)하는 금속수소화물(metal hydride)을 형성하는 금속과 합금의 개발이다. 나중에 형성된 금속수소화물을 가열하면 다시 수소가 방출되어 연료로 사용할 수 있다. 금속수소화물은 현재로서 최선의 저장방법이지만 원유를 능가할 만큼 좋지는 않다.

○ 이런 가운데 금속계의 수소흡장은 여러 금속 및 합금에 대한 오랜 연구에도 불구하고 실용화에 이르기는 아직 해결해야할 장애가 많이 남아 있다고 본다. 수소는 금속과의 반응이 좋은 것은 주지하는 바다. 이의 결합반응성과 못지않게 초기의 금속물성의 변화 없이 입출 사이클에 대한 특성유지는 강하게 요구되는 점과 무게의 경량화가 걸려있다.

○ 그래서 온 사이트 등의 방책도 연구되는 가운데, 더 나은 바인더를 구하기 위한 노력으로, 현재 전망이 좋은 소재는 탄소나노튜브로서 Heben 등은 6.5wt%의 흡장보고도 발표된 바가 있다. 그러나 일부는 300℃의 승온 문제가 제기되는 등 아직 해결해야할 기술적 과제가 남아 있다.

저자: FUJII Hironobu, ICHIKAWA Takayuki
자료유형: 학술정보