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문제 정의
- 본 연구에서는 새로운 수소저장재료로 부각되고 있는 탄소나노튜브와 마그네슘 합금인 Mg2Ni^ 두재료를 복합화하여 수소저장 특성을 조사하였다. 특히 네 종류의 각기 다른 탄소나노튜브 단편화 전처리 공정이 최종 CNT/Mg2Ni 복합재의 수소저장 특성에 미치는 영향을 비교 조사하였다.
- 본 연구에서는 첨단 수소저장재료로 많이 연구되고 있는 위의 두 재료를 복합화하여 그 수소저장 특성을 조사하고자 하였다. 원재료인 탄소나노튜브는 염가의 양산이 가능한 CVD 방법으로 직접 제조하여 사용하였으며, 마그네슘 합금으로는 고에너지 볼밀링을 이용해 합성한 NfeNi를 사용하였다.
- 일반적으로 Mg계 합금은 표면의 안정 산화물이 수소저장 특성을 떨어뜨리는 주요 원인 중의 하나로 알려져 있으며, 이를 개선하기 위해 강한 Mg-0 결합을 완화시키는 미량의 Pt 첨가둥 별도의 표면 활성 방안이나 공정이 필요하다. 본연구는 초기 상태가 각기 다른 CNT와의 복합화 효과를 보기 위한 것이 주요 목적이었기 때문에 의수소 저장능을 향상 시키기 위한 별도의 최적화 처리를 행하지 않았다. 전기화학적 방전 특성으로 측정한 MgzNi만의 용량은 110 mAh/g으로 CNT/Mg2Ni 복합재에 비해 낮았다.
- 그 외에 흘 보다는 덜 중요하나 튜브의 외벽도 높은 표면적과 결합에너지의 관점에서 볼 때간과 할 수 없는 중요한 흡착위치로 해석하고 있고, 다중벽 튜브의 경우 추가로 그라펜 층(graphene layei沪의 층간 간극도 영향을 미칠 것으로 보고 있다. 이런 점을 확인하기 위해 본 연구에서는 CNT의 단편화를 통해 분말의 단면적을 증가시킴과 동시에, 특히 튜브 선단부를 개봉하여 수소 저장능이 향상되는지를 조사하였다. 그 결과 그림 4의 수소기체 흡장값과 그림5의 전기화학적 측정치로 미루어 CNT의전처리 방법이 매우 중요한 역할을 함을 알 수 있었다.
가설 설정
- 실제로 그림 3d의 523 K, 1 MPa 압력에서의 수소 흡장속도를 비교해보면 이력폭이 큰 C1 에 비해 폭이 작은 C2가 훨씬 빠르게 나타났다. 한편, 523 K 둥온곡선의 기울기를 비교해 보면(그림3 a, b), C2 시편이 C1 에 비하여 다소 큰 것을 알 수 있다. 압력-조성 등온곡선 상의 기울기는 수소가 비평형 결정구조나 결함부 위치에 흡장 되는 것과 관련이 있는 것으로 알려져 있다 [2이.
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