수소흡수재료 - 구조, 미세구조, 열역학 성질

전문가 제언

○ 수소의 고체저장은 적은 부피와 압력 및 에너지로 기체와 액체에 대해서 이점이 있으나, 연구의 전단계이며, 수많은 공정과 재료의 개발이 요구된다. 그 중 금속수소화물이 8wt%, 90kg/m3(10~60bar)의 능력으로 최상이나 콤플렉스수소화물 같은 신 재료의 개발이 요구되고 있다.

○ LaNi5/H 자체는 수차례의 수소화 사이클 후에 조각나는 경향을 보여 배터리로 기능을 못했으나, 수년 후 AB5 시스템을 일본이 개발하게 되었다. 이처럼 nickel-metal-hydride(NiMH) 배터리가 Ni-Cd 배터리의 많은 부분을 대체하였다. 장기적으로는 석유와 디젤을 경쟁할만한 기술경제적 실현이 필요하다.

○ AB5 재료는 가벼운 금속격자를 발견하는 것인데 양자전도시스템이 이온이나 공유결합을 하는 것과 전위시스템이 열역학적으로 너무 안정하여 불편한 히팅과 높은 흡수열로 인하여 열이 발생하는 등 몇 가지 문제가 있었다. 그래서 충진소에서의 탱크를 대체하는 시스템의 가능성은 Calor gas(가정용액화부탄)같은 것이 고려되어야 한다는 보고가 있다.

○ 제일 가벼운 수소화물 시스템은 sodium alanate(NaAlH4, Na3AlH6)이다. Bogdanovich 등은 TiCl3로 이 시스템을 활성화하면, 수소의 흡탈착률이 강화된다고 보고하였지만 많은 히스테리시스가 있고, 이의 개선은 재료를 합금으로 사용하는 방법 등이 있다.

○ 카본나노튜브와 그래파이트 나노파이버는 지난 수십 년간 주목을 받아왔다. 그런데 수소분자가 분해하여 수소원자로 되어 화학흡착하면, 통상의 온도와 압력에서는 탈착하기가 불가능한데, 이에 대한 2가지의 대응방안은 첫째는 80K에서 수소를 흡착제에 저장하는 것이고, 둘째는 정상 물리흡착보다 큰 isosteric heat of adsorption(약 4kcal/mol)을 가지는 표면을 개발하는 것이다. 이는 앞으로의 과제며, 수년 전의 흥분할 만한 잘못된 보고인 카본나노튜브와 나노파이버의 상온흡착 발표가 있었으나, 재현성이 없음이 판명되었다.

저자

M. Bououdina, D. Grant, G.Walker

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2006

권(호)

31

잡지명

International Journal of Hydrogen Energy

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

177~182

분석자

손*목

분석물

• 구조, 미세구조, 열역학 성질.pdf [229,001 byte]

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