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수소저장의 금속수소화물 개발의 교훈

전문가 제언: ○ 수소는 미래경제의 새로운 에너지 소스이다. 수소경제에서 수소저장은 핵심기술의 하나이다. 특히 수송 분야에서 기존의 가솔린 차량과 견줄만한 충분하고 저렴한 수소의 온보드 저장이 이루어져야 한다. US DOE(Department of Energy)의 온보드 수소저장 시스템의 목표는 2010년과 2015년에 각각 6wt%와 9wt%를 잡고 있다.

○ 높은 수소 저장능은 높은 비표면적을 갖는 재료의 발견이 우선이다. 이런 목적을 위하여 나노 다공재료와 유무기 클래스레이트 및 금속산화물구조 등이 현재로 가장 유망한 재료시스템이다. 원하는 표면적을 갖는 합성연구와 활성흡착 사이트를 이들 구조에 도입하는 것이 중요하다. 이들 구조는 표면전하 상태를 변화시켜 불포화금속 센터의 도입을 시도하며 이로써 구조 극성화나 이온화 개념이 제안된다.

○ 다른 개념은 수소흡착 강화를 위한 광조사이다. 이는 호스트 재료의 표면이나 내부 사이트의 전자 환경을 여기 시킬 수 있다고 믿는다. 저장재료와 수소반응의 심층연구는 고 수소함량 재료의 개념으로 진행한다. 전이금속원자는 채워지지 않은 d-orbital을 가져 정상화학결합 이외에 여분의 수소분자를 결합할 수 있다고 믿으며 perhydride는 이 개념을 진전시키고 있다.

○ 이 논문은 러시아의 Kurchatov 연구소에서 금속수소화물의 수소 저장능에 대한 그간의 기존의 화학이론을 탈피한 보고에 대한 이론적 반박을 싣고 있다. 상당한 이론적 바탕에 근거하고 있다고 고려되는 한편 상술한 최근의 보고서에 비추어 다소 고전적이라는 느낌도 든다. 그것은 전술한 d-orbital로 인한 과수소화물과 나노 재료의 도입이 표면적의 증대에서 오는 수소 저장능의 확대를 보고하고 있기 때문이다.

○ 경량수소화물은 충분한 수소함량을 가지나 수소방출과 수소화물의 재생은 어려운 과제이다. 이는 수소화물 분자와 재생 수소화물 양쪽에 결합력을 조정하는 연구가 필요하다.

저자: O. K. Alekseeva
자료유형: 학술정보