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보고서 상세정보

탄소나노튜브 이용 수소저장 기술개발에 관한 연구
Hydrogen Storage Studies of Carbon nanotubes

  • 사업명

    신재생에너지기술개발(전력기금)

  • 과제명

    탄소나노튜브 이용 수소저장 기술 개발

  • 주관연구기관

    전북대학교
    Chonbuk National University

  • 연구책임자

    남기석

  • 참여연구자

    황윤주   소창수  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2009-08

  • 과제시작년도

    2008

  • 주관부처

    지식경제부

  • 사업 관리 기관

    한국산업기술평가원

  • 등록번호

    TRKO201000011828

  • 과제고유번호

    1415094950

  • 키워드

    탄소나노튜브.수소저장.금속복합화.표면기능화.유효열전도도.hydrogen storage.sputtering.ball-milling.CNT.catalyst.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 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 비표...

    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) 

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

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