초록 ▼

탄소나노튜브를 이용한 수소저장량향상방안은 크게 세가지 gudxoh 연구되고 있다. 산처리 및 에칭 방법을 통해 탄소나노튜브의 표면에 defect를 형성시키거나 장량 향상방안은 크게 세 가지 형태로 연구되고 있cutting하여 비표면적을 증가시킴으로써 수소저장량을 향상시키는 방안과 전이금속을 이용한 나노금속촉매와의 복합화를 통한 저장량향상 방안 그리고 이 두가지 방안을 결합하여 저장량을 향상시키는 방안이다.
본 연구에서는 탄소나노튜브의 구조와 비표면적에 따른 수소저장량의 변화를 비교하여 관계를 확인하고, 나노크기의 전이금속촉매

탄소나노튜브를 이용한 수소저장량향상방안은 크게 세가지 gudxoh 연구되고 있다. 산처리 및 에칭 방법을 통해 탄소나노튜브의 표면에 defect를 형성시키거나 장량 향상방안은 크게 세 가지 형태로 연구되고 있cutting하여 비표면적을 증가시킴으로써 수소저장량을 향상시키는 방안과 전이금속을 이용한 나노금속촉매와의 복합화를 통한 저장량향상 방안 그리고 이 두가지 방안을 결합하여 저장량을 향상시키는 방안이다.
본 연구에서는 탄소나노튜브의 구조와 비표면적에 따른 수소저장량의 변화를 비교하여 관계를 확인하고, 나노크기의 전이금속촉매를 탄소나노튜브의 표면 및 내부에 도핑시켜 spillover를 통한 저장량의 향상방안 연구, 그리고 이와 같은 방법으로 합성한 고밀도 수소저장 시료를 이용한 최적의 수소저장시스템을 구축하고자 한다. 그 연구내용은 다음과 같다.
${\blacktriangleright}$ 다양한 탄소나노튜브를 이용한 수소저장 (탄소나노튜브의 비표면적과 수소저장량의 관계)
${\blacktriangleright}$ 탄소나노튜브의 표면처리에 따른 비표면적 측정
${\blacktriangleright}$ 탄소나노튜브와 다양한 전이금속 간 복합화한 시료의 수소저장
- Pt, Ti, V, Pd 등 전이금속을 변수
- Ball-milling, Magnetron sputtering, Thermal vapor deposition등 복합화방법을 변수
- 복합화 조성을 변수
${\blacktriangleright}$ 수소저장시스템 개발을 위한 유효열전도도 측정
${\blacktriangleright}$ 수소저장 시스템 내부설계 및 최적화

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ...11
• 제 1 절 기술개요 및 개발 필요성 ...11
• 1. 기술의 개요 ...11
• 2. 기술개발의 필요성 ...13
• 가. 기술적 측면 ...13
• 나. 경제적 측면 ...15
• 제 2 절 관련기술의 국내.외 현황 ...16
• 1. 국내의 경우 ...16
• 2. 국외의 경우 ...17
• 3. 국내.외 특허 및 현존 기술과의 관련성 ...19
• 제 3 절 현존기술의 문제점 및 해결방안 ...20
• 제 2 장 연구개발 수행내용 및 결과 ...23
• 제 1 절 수소저장장치의 설계 및 제작 ...23
• 1. 장치의 제작 시 고려사항 연구 ...23
• 가. 장치의 제작 ...23
• 나. 제작 시 고려사항 ...23
• 제 2 절 탄소나노튜브를 이용한 수소저장 ...29
• 1. 탄소나노튜브의 구조에 따른 수소저장 ...29
• 가. 비표면적과 수소저장량과의 관계 (개질방법) ...29
• 나. 압력과 수소저장량과의 관계 ...32
• 2. 탄소나노튜브/금속나노복합체를 이용한 수소저장 ...34
• 가. spillover 효과와 수소저장 ...34
• 나. 금속도핑 CNT의 전기화학적 수소저장 ...36
• (1) Li를 도핑한 CNT의 수소저장 (Batch-wise impregnation) ...36
• 다. 금속도핑 CNT의 수소저장 ...38
• (1) Pd, V를 도핑한 CNT의 수소저장 (Batch-wise impregnation) ...38
• (2) Ti를 도핑한 CNT의 수소저장 (Ball-milling) ...40
• (3) Ti를 도핑한 CNT의 수소저장 (Magnetron sputter) ...42
• (4) Pt를 도핑한 CNT의 수소저장 (Magnetron sputter) ...45
• (5) Pt-Pd 합금소스를 이용하여 도핑한 CNT의 수소저장 (Thermal vapor deposition) ...54
• (6) Pt-Pd 두 개의 금속소스를 이용하여 도핑한 CNT의 수소저장 (Thermal vapor deposition) ...63
• (7) $MgH_2$와 복합화한 CNT의 수소저장 (Ball-milling) ...75
• 제 3 절 최적화된 탄소나노튜브 수소저장 시스템 내부 설계 및 최적화 ...83
• 1. 고체수소저장 반응기 제작을 위한 탄소나노튜브의 유효열전도도 측정 ...83
• 가. 시험용수소저장용기의 제작 및 유효열전도도 측정 ...83
• 나. 유효열전도도 측정 ...86
• 다. 반응기 제작을 위한 선행연구 (Simulation) ...88
• 2. 고체수소저장용기의 설계 및 제작 ...92
• 3. 수소저장시스템을 이용한 연료전지의 구동 ...94
• 가. 수소저장시스템의 구축 및 노트북 구동 ...94
• 제 4 절 결과요약 및 기대 효과 ...97
• 1. 결과요약 ...97
• 2. 기대효과 ...98
• 부록 : 연차별 연구결과 세부내용 - 위탁기관 ...99