고체 수소저장 금속 수소화물 재료

전문가 제언

○ 자동차용의 수소저장 탱크는 높은 성능의 수소저장 재료의 개발이 관건인데, 이들 금속수소화물은 borohydride, amide-imide 시스템 및 alanate 시스템의 개발이 세계적으로 이루어지고 있다.

○ Amide-imide, 즉 금속-N-H 시스템은 Chen 등에 의하여 Li3N 시스템이 개발되었는데, 그의 보고에 의하면 Li3N 시스템이 2단계 반응으로 10.4wt%의 수소를 흡장한다고 발표하였다. 그러나 반응의 엔탈피 변화의 계산은 수소화된 상태에서 Li3N을 완전히 회수하는 데는 430℃의 고온이 필요하다. 그런 가운데 두 번째 반응의 Li2NH가 6.5wt%의 수소를 저장하므로 온-보드 저장으로써 가치가 있다.

○ 금속 (M)-N-H 시스템의 수소저장 연구는 금속 리튬과 질소 처리한 CNTs(Carbon NanoTubes)의 혼합물에서부터 본격화 되었다. 이때 N은 H와 결합하여 양하전(Hδ+)을, 또한 금속과 결합하여 음하전(Hδ-)을 띤다. 이러한 비정상적 전위가 아미드와 수소화물로 유도하고 이들 끼리의 반응에 의해 수소저장 신공정 및 재료를 개발하는 것으로 보고되어 있다.

○ 금속으로 널리 연구되고 있는 Mg과 Li은 수소저장재로서 가장 가벼운 금속이며, Mg과 그의 합금은 높은 에너지 밀도와 저가 및 가역성 등 기능성 재료로서의 많은 연구가 이루어지고 있다. DOE의 국가 프로젝트에 참여하고 있는 Vajo 등은 LiBH4에 MgH2를 첨가한 비안정화 시스템을 다루고 있다. 그런데 문제는 수소방출 시 고온과 느린 탈착속도 등의 단점인데, 이에 대한 타개책으로 볼 밀링에 의한 수소화물의 미세구조화와 반응속도 향상을 위한 촉매의 도입 등이 있다.

○ 금속 수소화물 시스템은 10wt%나 그 이상의 수소저장능을 갖는 10개 이상의 매력적인 시스템이 5년 내에 개발될 것으로 예상하고 있다. 앞으로 넓은 범위의 재료와 많은 가능성을 가지고 이들 시스템에 대한 탐구가 필요하다.

저자

Billur Sakintuna et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2007

권(호)

32

잡지명

International Journal of Hydrogen Energy

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1121~1140

분석자

손*목

분석물

• 고체 수소저장 금속 수소화물 재료.pdf [241,907 byte]

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