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수소저장용 Mg-CaO-10 wt.% MWCNT 복합체의 물질 전과정 평가
Material Life Cycle Assessment of Mg-CaO-10 wt.% MWCNT Hydrogen Storage Composites 원문보기

한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, v.30 no.3, 2019년, pp.220 - 226  

한정흠 (한국교통대학교 화공신소재고분자공학부 신소재공학전공) ,  이영환 (한국교통대학교 화공신소재고분자공학부 신소재공학전공) ,  유제선 (한국교통대학교 화공신소재고분자공학부 신소재공학전공) ,  홍태환 (한국교통대학교 화공신소재고분자공학부 신소재공학전공)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Magnesium hydride has a high hydrogen storage capacity (7.6 wt.%), and is cheap and lightweight, thus advantageous as a hydrogen storage alloy. However, Mg-based hydrides undergo hydrogenation/dehydrogenation at high temperature and pressure due to their thermodynamic stability and high oxidation re...

주제어

#물질 전과정 평가   #수소저장   #수소에너지   #마그네슘 수소화물   #다중벽탄소나노튜브  

표/그림 (10)

AI 본문요약
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문제 정의

  • MLCA는 말 그대로 제품의 공정보다 물질, 재료가 환경에 미치는 영향을 평가하는 방법으로 친환경적인 소재연구에 중요한 도구를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 LCA를 수행하여 잠재적인 환경영향을 평가하고자 한다9).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
물질 전과정 평가란 무엇인가? 본 실험에서 다중 벽 탄소 나노튜브(MWCNT)를 추가하면 수소저장 용량을 유지하고 흡착 속도를 개선할 수 있다5-7). 물질 전과정 평가(material life cycle assessment, MLCA)는 어떤 제품이나 서비스 전과정(원료채취, 제품생산, 유통, 사용, 폐기)에 걸친 환경부하 즉, 투입물에 의한 자원 고갈, 배출물에 의한 환경영향을 평가하기 위해 투입, 산출물의 정량적 자료 목록을 작성, 환경영향을 평가하여 환경성과를 개선시키기 위한 대안을 검토하는 과정이라고 할 수 있다. 또한 환경경영 체제에 관한 국제표준화 규격으로 통칭되는 ISO 14000 series의 기술적 근간을 이루고 있어 국제적으로 중요시되는 기법이라 할 수 있다8).
마그네슘 하이드라이드는 어떤 분야에 사용되는가? 이러한 과정들은 상호 유기적인 관계를 맺는 것이 필요하다. 마그네슘 하이드라이드(MgHx)는 수소저장분야에서 사용되는 대표적인 금속이다. 그러나 MgHx의 단점은 입자 분화로 쉽게 산화된다는 것이다.
탄소섬유, 탄소나노튜브 등 탄소를 다양하게 사용할 수 있는 이유는 무엇인가? 본 연구에 사용된 CaO첨가 Mg합금은 저비용으로 유동성과 고온 균열 민감성 등 합금의 원래 특징을 변경하지 않고 AM60 및 AZ91D와 같은 Mg합금 주조에 적용할 수 있다1,2). 탄소 기반 물질과 탄소흡수제는 가벼우며 micro pore 또는 large pore과 같은 이상적인 물리적 특징을 가지고 있다. 이러한 점에 수소 저장 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있다3,4). 탄소에는 다양한 결합과 형태가 있다. 따라서 탄소는 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀과 같은 많은 형태로 이용될 수 있다.
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참고문헌 (13)

  1. M. Calizzi, D. Chericoni, L. H. Jepsen, T. R. Jensen, and L. Pasquini, "Mg-Ti nanoparticles with superior kinetics for hydrogen storage", International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 41, No. 32, 2016, pp. 14447-14454, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.03.071. 

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  2. J. K. Lee and S. K. Kim, "Effect of CaO addition on the ignition resistance of Mg-Al alloys", Materials transactions, Vol. 52, No. 7, 2011, pp. 1483-1488, doi: https://doi.org/10.2320/matertrans.m2010397. 

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  3. J. Xiao, M. Hu, D. Cossement, P. Benard, and R. Chahine, "Finite element simulation for charge-discharge cycle of cryo-adsorptive hydrogen storage on activated carbon", International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 37, No. 17, 2012, pp. 12947-12959, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.05.072. 

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  4. A. M. Rashidi, A. Nouralishahi, A. A. Khodadadi, Y. Mortazavi, A. Karimi, and K. Kashefi, "Modification of single wall carbon nanotubes (SWNT) for hydrogen storage", International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 35, No. 17, 2010, pp. 9489-9495, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.03.038. 

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  5. S. ullah Rather, A. A. Taimoor, A. Muhammad, Y. A. Alhamed, S. F. Zaman, and A. M. Ali, "Kinetics of hydrogen adsorption on MgH2/CNT composite", Materials Research Bulletin, Vol. 77, 2016, pp. 23-28, doi: https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2016.01.025. 

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  6. B. S. Amirkhiz, M. Danaie, and D. Mitlin, "The influence of SWCNT-metallic nanoparticle mixtures on the desorption properties of milled $MgH_2$ powders", Nanotechnology, Vol. 20, No. 20, 2009, p. 204016, doi: https://doi.org/10.1088/0957-4484/20/20/204016. 

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  7. L. Popilevsky, V. M. Skripnyuk, M. Beregovsky, M. Sezen, Y. Amouyal, and E. Rabkin, "Hydrogen storage and thermal transport properties of pelletized porous Mg-2 wt.% multiwall carbon nanotubes and Mg-2 wt.% graphite composites", International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 41, No. 32, 2016, pp. 14461-14474, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.03.014. 

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  8. S. H. Lee and Y. M. Jo, "Review of National Policies on the Utilization of Waste Metal Resources", Prospectives of Industrial Chemistry, Vol. 13, No. 1, 2010, pp. 2-9. Retrieved from: http://kiss.kstudy.com/thesis/thesis-view.asp?key2822866. 

  9. S. S. Lee, N. R. Lee, K. I. Kim, and T. W. Hong, "Environmental Impacts Assessment of ITO (Indium Tin Oxide) Using Material Life Cycle Assessment", Vol. 18, No. 1, 2012, pp. 69-75, doi: https://doi.org/10.7464/ksct.2012.18.1.069. 

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  10. I. Mahmud, S. C. Ur, and M. S. Yoon, "Effect of high-energy milling process on microstructure and piezoelectric/dielectric properties of 0.99 Pb ( $Zr_{0.53}\;Ti_{0.47}$ ) $O_3$ -0.01 $BiYO_3$ ceramic for piezoelectric energy harvesting devices", Electronic Materials Letters, Vol. 10, No. 1, 2014, pp. 223-228, doi: https://doi.org/10.1007/s13391-013-3060-z. 

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  11. X. Yao, C. Wu, A. Du, G. Q. Lu, H. Cheng, S. C. Smith, J. Zou, and Y. He, "Mg-based nanocomposites with high capacity and fast kinetics for hydrogen storage", J. Phys. Chem. B, Vol. 110, No. 24, 2006, pp. 11697-11703, doi: https://doi.org/10.1021/jp057526w. 

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  12. N. R. Lee, S. S. Lee, K. I. Kim, and T. W. Hong., "Environmental Assessment of Chemically Strengthened Glass for Touch Screen Panel by Material Life Cycle Assessment", Clean Technology, Vol. 18, No. 3, 2012, pp. 301-306, doi: https://doi.org/10.7464/ksct.2012.18.3.301. 

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  13. M. G. Kim, J. T. Son, and T. W. Hong, "Evaluation of TiN-Zr Hydrogen Permeation Membrane by MLCA (Material Life Cycle Assessment)", Clean Techonl, Vol. 24, No. 1, 2018, pp. 9-14, doi: https://doi.org/10.7464/ksct.2018.24.1.009. 

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