초록 ▼

□ 연구개요
○ 본 연구는 “탄소 나노 구조체를 이용한 전기장 인가를 통한 수소 저장”을 목표로 하여 기존의 수소 저장 방식에 비해 더욱 효율적이고, 소형화할 수 있는 수소 저장체를 개발하고자 3년동안 연구를 수행함.
○ 목표 달성을 위해 단위 체적 및 단위 중량당 수소를 저장할 수 있는 사이트가 매우 넓어서 수소를 저장할 수 있는 매체로 활용할 수 있는 가능성이 높은 탄소나노 튜브나 그래핀과 같은 탄소나노구조체를 이용하는 방법으로 채택함
○ 물리적, 화학적 공정을 통해 탄소나노튜브와 그래핀을 이용한 전극을 형성하여

□ 연구개요
○ 본 연구는 “탄소 나노 구조체를 이용한 전기장 인가를 통한 수소 저장”을 목표로 하여 기존의 수소 저장 방식에 비해 더욱 효율적이고, 소형화할 수 있는 수소 저장체를 개발하고자 3년동안 연구를 수행함.
○ 목표 달성을 위해 단위 체적 및 단위 중량당 수소를 저장할 수 있는 사이트가 매우 넓어서 수소를 저장할 수 있는 매체로 활용할 수 있는 가능성이 높은 탄소나노 튜브나 그래핀과 같은 탄소나노구조체를 이용하는 방법으로 채택함
○ 물리적, 화학적 공정을 통해 탄소나노튜브와 그래핀을 이용한 전극을 형성하여 그 특성을 확인하고, 그래핀과 탄소나노튜브를 이용하는 3차원 구조를 형성하여 전기 전도도를 향상시키는 연구를 동시에 진행함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 연구목표
- 특성이 조절된 맞춤형 탄소나노튜브를 합성하고
- 다양한 방법을 통한 그래핀 합성하여 그 특성을 평가하고
- 탄소나노구조체를 이용한 전극을 제작하고
- 온도, 수소 분압, 전기장에 따른 수소 흡·탈착 특성을 조사하며
- 이를 통해 탄소나노복합체의 수소 저장 메커니즘 규명 연구를 수행함.
○ 연구결과
- 맞춤형 탄소나노튜브 성장 : NH₃ 주입량과 성장 온도를 조절하여 n형 도핑량을 조절할 수 있고 구조적인 특성을 조절할 수 있는 탄소나노튜브를 합성할 수 있는 기반 기술을 확보함.
- 그래핀 합성 : 다양한 반응성 플라스마를 이용하여 산화 그래핀 환원 공정을 통해 특성을 제어할 수 있는 박막 제작함. 또한 열화학기상증찹법으로 3차원 다공성 그래핀 제작하고 그 특성을 조절할 수 있는 기반 기술을 확보함.
- 탄소 나노 구조체 합성 : Ni 나노입자를 코어로 하고 그래핀을 쉘로 하는 Ni Graphene shell을 합성하는 기술을 확보하고, 이를 박막으로 제작하여 전기 전도성을 향상시킴.
- 수소 흡/탈착 연구 : 기존의 온도와 압력을 조절하여 수소 흡/탈착량을 측정하는 PCT 장비를 개량하여 전기장의 효과까지 확인할 수 있는 장비를 개발함. 탄소나노튜브와 MgH₂복합체를 이용한 실험 결과에서는 5 × 10⁵ V/m의 전위내에는 수소 흡/탈착량이 변화가 없었음.

□ 연구개발결과의 중요성
○ 전기장을 이용하여 수소를 저장하는 방식은 실험적으로는 아직까지 보고된 바가 없는 방법으로 실험적으로 실현되면 수소 에너지 산업에 파급효과가 매우 큰 분야임.
○ 기존의 온도와 압력에 따른 수소저장 특성을 평가하는 PCT 장비를 개량하여 고온 및 고압과 전기장까지 인가하여 수소흡착 특성을 평가할 수 있는 장비를 제작하였으며, 이는 차후에 수소저장 특성 평가에 관련한 후속 연구에 있어 널리 활용될 것임.
○ 본 연구에서 수소 저장에 전기장이 미치는 영향을 관찰할 수는 없었으나, 수소 저장체에 적용하기 적합한 탄소나노튜브 및 그래핀을 기반으로 하는 탄소 나노복합체의 성장 기술, 개질 기술, 수소 저장 메커니즘의 연구는 에너지 기술 맞춤형 탄소나노복합촉매 개발을 이끌 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발의 필요성 ... 4
• 나. 연구범위 및 연구목표 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 10