Pd나노재료의 수소 스필오버와 저장

전문가 제언

○ 수소저장은 수소시대를 앞으로 예측할 때 가장 중요하게 다뤄야할 기술문제이다. 수소의 환경성, 에너지밀도 및 연료전지 자동차에 탑재해야하는 당위성은 주지하는 사실이나, 그의 저장에 관한 기술은 많은 연구자들의 노력에도 불구하고 아직 괄목할만한 결과가 도출되지 못한 상황이다.

 

○ 수소저장은 물리흡착이 화학흡착 보다 유리한 것으로 대체적으로 알려져 있다. 그것은 충전과 방출을 빈번히 해야 하기 때문에 화학흡착으로 저장물질에 강하게 결합해버리면 이를 해리하는데 시간과 많은 에너지가 추가로 더 들기 때문이다. 이런 관점에서 3D구조를 갖는 샌드위치형의 그래핀과 플러렌으로 층을 쌓고 그 중간에 Li 등의 알칼리금속을 기둥처럼 첨가한 구조가 나와 그 틈새를 수소가 물리흡착으로 저장되는 기술을 분석 제시한 바 있다.

 

○ 여기서는 많은 재료 중에서 MOF(Metal-Organic Framework), COF(Covalent？Organic Framework)와 CBN(carbon-based nanomaterial) 같은 재료에 대하여 그들 중에서 대표적인 수소저장 기술을 보고한다. 이들 재료는 그들의 다공성, 높은 표면/무게 비 그리고 화학적 열적 안정성으로 인해 기대되는 재료로 판단된다.

 

○ 우선 기본 담체로 카본재료를 사용한다. 여기에 Pd를 촉매로 나노입자로 된 것을 첨가하여 수소를 저장하는데, 1차 들어온 수소는 스필오버에 의해서 다른 사이트로 이동하면서 수소의 접촉 면적이 넓어지는 것이다. 이에 따른 넓은 표면적과 모르폴러지 및 기하학적 구조가 중요한 요소라고 적고 있다. 스필오버는 물리흡착에 가까운 점에서 충전/방출 사이클이 용이한 이점으로 보인다.

 

○ 국내에는 수소저장에 대한 연구는 많이 있다. 그중 스필오버 현상에 대한 연구는 많지 않은데, 건국대와 에스에프씨(주)가 수소저장 용기 내부에 다공성 매트릭스와 금속 나노입자층으로 이루어진 복합재를 충전, 스필오버에 의한 수소저장에 대한 특허가 있다. 인하대는 탄소/금속 표면의 수소저장을 스필오버로 시행한 연구가 있다.

저자

Suresh K. Konda, Aicheng Chen

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

19(2)

잡지명

Materials Today

과학기술
표준분류

에너지

페이지

100~108

분석자

손*목

분석물

• 수소 스필오버(Spillover)와 저장을 위한 Pd기반 나노재료.pdf [349,844 byte]

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