내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

알림마당

home

아모퍼스 탄소 재료의 나노구조와 수소 흡수 저장 능력

전문가 제언: ○ 활성탄은 저가로 쉽게 구할 수 있는 점에서 수소 저장 관련 연구가 많이 이루어졌는데, 이 재료의 저장 능력도 재료의 미세구조에 따른다. 저장 메커니즘은 랑뮈에 흡착 등온선의 주로 물리흡착인데, 15MPa의 수소 압력에서도 표면의 포화에 이르지 못한다.

○ 이처럼 수소 저장 능력을 올리는 시도가 화학 흡착을 포함해서 시도되나, 수소의 가역저장을 올리는 효과적인 방법이 아직 나오지 않고 있다. CDC(Carbide Derived Carbons)는 비표면적이 2,000㎡/g과 80%의 기공을 가지며, 금속 카바이드(ZrC, SiC 등)의 열화학 에칭으로 형성한 유망한 재료인데 77K, 대기압 하에서 3wt%를 얻었다.

○ 그래파이트는 값싸고 손쉬운 재료이나 층간 거리와 비표면적이 작아서 수소 저장능이 떨어진다. 이의 개선으로 볼밀링에 의한 700㎡/g까지 표면적의 확대로 7.4wt%까지의 수소 흡착과 600K 미만에서 80%의 탈착이 보고되기도 하였다.

○ 자유에너지에 대한 양자 효과의 도움과 수소 흡착에 대한 평형상수를 고려하는데, 나노그래파이트 판형(그래핀) 구조가 상온과 10MPa의 압력에서 층간 거리가 6~7Å의 공간을 가져 DOE 목표에 이름을 보았다. 이는 알칼리금속 같은 첨가제를 스페이서로 작용하게 첨가하는데 층간 거리를 3.4Å에서 8.7~12.4Å로 확장하였다.

○ 이는 수소 저장 능력의 증대를 가져오는 반면, 고온에서 기계적인 문제점이 제시되기도 하였다. 이 글에서는 상압에도 다른 가스분자가 존재하지 않는 그래파이트의 6각 평면의 층간 거리가 0.3~0.4㎚ 정도를 기술하며 수소분자의 크기에 따른 물리 흡착의 측면에서 설명하고 있다.

○ 이 글의 아모퍼스 탄소는 고압수소 하에서 수소를 흡장한다. 그의 흡수저장량은 1wt%에 달할 정도로 미미한 양이나 지구상의 탄소 순환에 공헌하는 점이 있어 아모퍼스 탄소가 매력적인 재료이다. 적어도 5wt%의 흡수 저장량을 목표로 하는 아모퍼스 탄소의 일본 내의 연구 내용을 소개하고 있다.

저자: S. Hideyoshi
자료유형: 학술정보