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비안정 화학시스템에서의 수소저장

전문가 제언: ○ 미국 에너지부(DOE)의 수소저장 국가프로젝트 초점은 2010년과 2015년의 성능목표에 적합한 기술의 개발이다. 2010년까지 6wt%H2와 0.045kg/L H2의 시스템 기준용량과 무게, 부피, 가격 및 차량이 요구하는 T-P 조건 등을 달성하는 것이 중요하다. 장기목표는 시장에서 현재의 가솔린 차량과 동등한 성능을 달성하는 것이다.

○ 높은 수소 저장능은 높은 비표면적을 갖는 재료의 발견이 우선이다. 이런 목적을 위하여 나노 다공재료와 네트워크 재료, 유무기 클래스레이트 및 금속-유기, 금속산화물 구조가 현재로 가장 유망한 재료시스템이다. 원하는 표면적을 갖는 합성연구와 활성흡착 사이트를 이들 구조에 도입하는 것이 중요하다.

○ 경량 수소화물은 충분한 수소함량을 가지나,수소방출과 수소화물의 재생은 어려운 과제이다. 이는 수소화물 분자와 재생수소 화물 양쪽에 결합력을 조정하는 연구가 필요하다. 금속수소화물에서 미국의 Shaw 등은 Li-nitride에 관심을 갖는다. 기초물질은 LiNH2으로 Li3N으로 분해되면 10wt% 수소를 방출한다. LiH를 혼합하면 수소의 가역 흡탈착이 가능하여 이론적으로 6.5wt%를 저장할 수 있다.

○ Damle 그룹은 boron nitrogen hydride를 연구한다. 이 화합물은 aminoborane 으로 NH3BH3로 완전분해하면 19.6wt% 수소를 방출하며 boronnitride로 된다. 이는 DOE 2015 목표를 능가한다. 이 재료의 수소저장재로서의 활성화는 수소 방출과 끝 재료의 aminoborane으로의 경제적인 재생 공정개발이 중요하다.

○ 지난 수년간 저장능이 새로운 물질들이 개발되었지만 장기적으로 가능성 있는 현재의 기술과 시스템을 선정하기에는 너무 이르다. 이 논문의 LiBH4와 비안정화제 MgH2의 결합과 에어로젤의 골격위에 나노크기 재료를 도입하는 방법은 좋은 구상이라고 생각한다. 이들 재료의 수소교환 온도와 끝 재료의 수소화 재생공정의 비효율 개선을 기대한다.

저자: John J. Vajo et. al.
자료유형: 학술정보