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암모니아 보레인을 이용한 화학적 수소저장 기술개발 선행연구
A preliminary research on chemical hydrogen storage with ammonia borane

  • 사업명

    신재생에너지기술개발

  • 과제명

    암모니아 보레인을 이용한 화학적 수소저장 기술개발 선행연구

  • 주관연구기관

    한국과학기술연구원
    Korea Institute Of Science and Technology

  • 연구책임자

    안병성

  • 참여연구자

    김창수   이현주   홍종엽   이지홍   김주홍  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2009-07

  • 과제시작년도

    2007

  • 주관부처

    산업자원부

  • 사업 관리 기관

    한국산업기술평가원

  • 등록번호

    TRKO201000010572

  • 과제고유번호

    1415082205

  • 키워드

    암모니아보레인.수소저장.선행연구.ammonia borane.hydrogen storage.preliminary research.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    This research covers preliminary experiments of ammonia borane synthesis, hydrogen generation and regeneration of ammonia borane ...

    This research covers preliminary experiments of ammonia borane synthesis, hydrogen generation and regeneration of ammonia borane leading to closed loop hydrogen storage system suggestion.
    For ammonia borane synthesis, literature search and lab-scale synthesis of ammonia borane with various methods are carried out to prepare mass production.
    For hydrogen generation from ammonia borane, basic analyses of hydrogen generation from ammonia borane are executed such as TGA, TG-MS, SEM, FT-IR, and volumetric measurement of generated hydrogen to understand hydrogenation mechanism. Based on the collected basic data, hydrogen storage system for transportation application is suggested with optimum hydrogen generation conditions, system configuration, and spent ammonia borane compositions.
    Regeneration of spent ammonia borane is the final section for the closed hydrogen storage system. In this research possible routes for the regeneration of spent ammonia borane $(BNH_{x})_n$ after operating hydrogen generator prototype are searched and experimented as unit processes. Finally, feasible regeneration route is suggested.
    Based on the above results, chemical hydrogen storage system applicable to hydrogen economy is suggested including system configuration and operating conditions.


    본 연구는 Ammonia borane($NH_{3}BH_3$)을 이용한 화학적 수소 저장 시스템의 구현을 위한 기초실험 수행과 주요인자를 파악하는 것이다. 본 연구를 통해 암모니아 보레인의 합성, 수소발생과 재생...

    본 연구는 Ammonia borane($NH_{3}BH_3$)을 이용한 화학적 수소 저장 시스템의 구현을 위한 기초실험 수행과 주요인자를 파악하는 것이다. 본 연구를 통해 암모니아 보레인의 합성, 수소발생과 재생방법, 순환형 수소저장 시스템의 구성이 제안될 것이다.
    암모니아 보레인의 합성에 관한 연구는 합성방법에 대한 기초조사 및 실험실 규모의 합성연구를 실시한다.
    수소 발생의 주요인자 파악을 위하여 Ammonia borane($NH_{3}BH_3$)으로부터의 수소 발생에 관한 기초 실험을 수행하고, 이로부터 온도에 따른 수소 발생 kinetics, 수소 발생량, 생성되는 물질의 조성, 상의 변화에 대한 기초 자료를 확보할 것이다. 이를 바탕으로 차량용 수소저장 시스템 구현을 위한 최적의 수소 발생의 조건, 시스템의 구성, 수소 발생 후 생성되는 물질에 대한 기초 자료를 확보할 것이다.
    순환형 수소저장 시스템을 구현하기 위해서는 아직 확립되지 않은 $(BNH_{x})_n$의 재생기술이 확보되어야 한다. 본 연구에서는 수소 발생 후 생성되는 $(BNH_{x})_n$의 재생을 위해서 가능한 모든 경로의 자료 조사를 실시한 후, 기초실험을 수행하고, 실현가능성에 대한 평가를 통하여 실제적인 재생 경로를 확인하고자 하는 것이다.
    이러한 수소 발생반응과 재생경로의 기초 실험결과를 바탕으로 수소 이용 차량에 적용하기 위한 화학적 수소 저장시스템의 구성 및 운전 조건에 대하여 제안하고자 한다.


  • 목차(Contents) 

    1. 최종보고서 제출서 ...1
    2. 표지 ...2
    3. 제출문 ...3
    4. 요약문 ...4
    5. SUMMARY ...8
    6. CONTENTS ...11
    7. 목차 ...12
    8. 제1장 연구개발과제의 개요 ...13
    9. 제1절 수소저장연구동향 ...13
    10. 제2절 화학적 ...
    1. 최종보고서 제출서 ...1
    2. 표지 ...2
    3. 제출문 ...3
    4. 요약문 ...4
    5. SUMMARY ...8
    6. CONTENTS ...11
    7. 목차 ...12
    8. 제1장 연구개발과제의 개요 ...13
    9. 제1절 수소저장연구동향 ...13
    10. 제2절 화학적 수소저장 ...31
    11. 제2장 국내.외 기술개발 현황 ...35
    12. 제1절 해외 기술개발 현황 ...35
    13. 제2절 국내 기술개발 현황 ...41
    14. 제3절 연구결과가 국내?외 기술개발현황에서 차지하는 위치 ...42
    15. 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ...43
    16. 제1절 암모니아 보레인 합성 ...43
    17. 제2절 암모니아 보레인 분석법 ...53
    18. 제3절 수소발생연구 ...58
    19. 제4절 암모니아 보레인 재생 연구 ...89
    20. 제5절 암모니아 보레인 이용 시스템 제안 ...114
    21. 제6절 결과검토 ...119
    22. 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...123
    23. 제1절 연구개발 목표 달성도 ...123
    24. 제2절 연구개발 성과 ...124
    25. 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...126
    26. 제1절 추가연구방향 ...126
    27. 제2절 타 연구에의 응용 ...126
    28. 제3절 기업화 가능성 검토 ...126
    29. 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...130
    30. 제7장 참고문헌 ...131
  • 참고문헌

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