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수소저장을 위한 아미도보란 개발

전문가 제언: ○ 높은 수소함량과 적당한 탈수소조건으로 금속아미도보란(amido- boranes)은 잠재적 수소저장 후보물질로 간주되고 최근 점점 더 주목을 받고 있다. 이 문헌은 금속아미도보란과 과 파생상품의 합성, 결정구조 및 탈수소 성질에 대한 최근 진전의 실질적인 소개를 제공한다.

○ 수소화붕소 암모니아보란 복합물인 Li2(BH4)2NH3BH3와 Ca(BH4)2 (NH3BH3)2 조직들은 수소화붕소와 암모니아보란의 교대층으로 구성되어 있다. 실험결과는 각각 10중량%와 11중량%의 수소가 Li2- (BH4)2NH3BH3와 Ca(BH4)2(NH3BH3)2로부터 방출될 수 있는 것을 보여 주었다. 무시해도 좋은 암모니아가 암모니아보란과 아미도보란 파생물에 비해서 검출되었다.

○ NH3BH3에서는 이온쌍 [BH4]_[NH3BH2NH3]+이 탈수소를 위한 기계적 경로에서 핵심 중간단계이다. 탈수소는 개시, 체인의 성장 및 종료 프로세스 중 암모니아-보란의 B-H결합과 NH3BH2NH3+의 활성화된 N-H 결합의 반응으로 발생한다. 그러나 실질적 Li+[NH2BH3] 이온특성인 LiNH2BH3에서는 탈수소 메커니즘이 NH3BH3의 것과 전혀 다르다. LiNH2BH3에서 탈수소는 초기반응에서 발생하지 않는다. LiNH2에 관련된 고체재료의 탈수소와 유사한 방법으로 Li 양이온과 수소화물의 전달이 LiNH2BH3에서 H2 제거를 위한 주요단계다. LiH가 NH2BH3-에서 Li+까지 수소화물의 전달에 의한 하나의 속도제한 단계에서 형성된다.

○ 성균관대학교 이지홍 등은 암모니아보란의 열분해를 TGA, TP-MS 및 DSC를 포함한 여러 분석방법으로 조사했다. 수소방출량이 각 온도에서 등온적으로 측정되었으며 130℃에서 7wt%의 수소를 방출했다. 고온에서 수소 방출속도가 향상되어 유도기간이 95℃에서는 20분에서 130℃에서는 0분으로 단축되었다. 근소한 온도(4℃ 차이)에서 용해와 분해가 수소방출 중 얇은 거품을 형성했다. 수소방출 중 부산물과 얇은 거품억제가 암모니아보란의 화학적 수소저장 시스템에 중대한 문제이다.

저자: Yong Shen Chua et al,
자료유형: 학술정보