• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.181-189
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• 2002

A series of multicomponent $Zr_{0.8}Ti_{0.2}Mn_{0.4}V_{0.6}Ni_{1-x}Fe_{x}$ (x=0.00, 0.08, 0.15, 0.22, and 0.30) alloys are prepared and their oystal structure and P-C-T curves are examined. The electrochemical properties of these allqys such as activation conditions, discharge capacity, cycling performance are also investigated. $Zr_{0.8}Ti_{0.2}Mn_{0.4}V_{0.6}Ni_{1-x}Fe_{x}$ (x=0.00, 0.08, 0.15, 0.22 and 0.30) have the C14 Laves phase hexagonal structure. The electrode was activated by the hot-charging treatment. The best activation conditions were the current density 120 mA/g and the hot-charging time 12h at $80^{\circ}C$ in the case of the alloy with x=0.00. The discharge capacity increased rapidly until the fourth cycle and then decreased. The discharge capacity increased again from the 13th cycle, arriving at 234 mAh/g at the 50th cycle. The discharge capacily just after activation decreases with the increase in the amount of the substituted Fe but the cycling performance is improved. The discharge capacity after activation of the alloy with x=0.00 is 157 mAh/g at the current density 120 mA/g. $Zr_{0.8}Ti_{0.2}Mn_{0.4}V_{0.6}Ni_{0.85}Fe_{0.15}$ is a good composition with a medium quantity of discharge capacities and a good cycling performance. The ICP analysis of the electrolyte for these electrodes after 50 charge-discharge cycles shows that the concentrations of V and Zr are relatively high. Another series of multicomponent $Zr_{0.8}Ti_{0.2}Mn_{0.4}V_{0.6}Ni_{0.85}M_{0.15}$ (M = Fe, Co, Cu, Mo and Al) alloys are prepared. They also have the C14 Laves phase hexagonal structure. The alloys with M = Co and Fe have relatively larger hydrogen storage capacities. The discharge capacities just after activation are relatively large in the case of the alloys with M = Al and Cu. They are 212 and 170 mAh/g, respectivety, at the current density 120mA/g. The $Zr_{0.8}Ti_{0.2}Mn_{0.4}V_{0.6}Ni_{0.85}Co_{0.15}$ alloy is the best one with a relatively large discharge capacity and a good cycling performance.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.81-88
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• 2010

Hydrogen energy applications have recognized clean materials and high energy carrier. Accordingly, Hydrogen energy applies for fuel cell by Mg and Mg-based materials. Mg and Mg-based materials are lightweight and low cost materials with high hydrogen storage capacity. However, commercial applications of the Mg hydride are currently hinder by its high absorption/desorption temperature, and very slow reaction kinetics. Therefore one of the most methods to improve kinetics focused on addition transition metal oxide. Addition to transition metal oxide in $MgH_x$ powder produce $MgH_x$-metal oxide composition by mechanical alloy and it analyze XRD, EDS, TG/DSC, SEM, and PCT. This report considers kinetics by transition metal oxide rate and Hydrogen pressure. In this research, we can see behavior of hydriding/dehydriding profiles by addition catalyst (transition metal oxide). Results of PCI make a excellent showing $MgH_x$-5wt.% Sc2O3 at 623K, $MgH_x$-10wt.% $Sc_2O_3$ at 573K.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.55-64
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• 2020

재생에너지 3020 이행계획에 따라 재생에너지 발전 비중 증가에 대비해 잉여전력 저장 및 전력 공급 안정화 기술 필요성이 대두되고 있다. 이를 위해 수요 공급의 불균형으로 활용할 수 없는 전력을 수소 또는 메탄으로 전환하여 저장하는 Power-to-Gas 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 국내 실정을 반영한 Power-to-Gas 경제성분석을 수행하였다. 균등화 수소원가를 산정하기 위하여 Total revenue requirement 방법론을 활용하여 경제성 분석 방법론을 재정립하고, 국제에너지기구의 경제성 분석 결과를 통해 검증하였다. 연구결과 국내 기준 100 MW급 Power-to-Gas 시스템 균등화 수소원가는 kg당 8,344원으로 나타났다. 전기 비용, 수전해 장비 비용, 작동 연한에 따른 민감도 분석이 수행되었고, 재생에너지 이용 수소 생산비용과 천연가스 개질 수소 생산비용을 비교하여 경제성을 확보할 수 있는 조건을 제시하였다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.19-26
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• 2023

수소는 화석연료를 대체할 수 있는 COx-free 에너지원으로 사용량은 지속적으로 증가할 것이다. 수소는 단위 질량당 에너지 함량이 높으나, 낮은 저장 밀도와 장기 저장의 어려움으로 저장 및 운송에 한계가 존재한다. 반면, 암모니아는 단위 부피당 저장용량이 크고, 비교적 액화가 용이하여 대용량 수소를 저장 및 운송할 수 있는 수소 운반체로 주목받고 있다. 암모니아 분해를 통한 수소 생산 반응은 흡열반응으로 공정의 효율성 및 경제성을 위해 저온 활성이 우수한 촉매 개발이 요구된다. 본 연구에서는 활성금속 Ni의 고분산 담지를 위해 넓은 비표면적의 제올라이트를 지지체로 사용하였으며, 제올라이트 종류(5A, NaY, ZSM5)에 따른 특성(기공구조, 양이온, Si/Al-비)이 촉매 활성 및 반응 특성에 미치는 영향을 확인하였다. 5A 제올라이트는 표면, 기공, 구조체 내에 Ni 을 고분산 담지를 가능하게 하였으며, 낮은 Si/Al-비로 인한 풍부한 산점은 암모니아 흡착을 증가시켰다. 또한, 지지체에 포함된 Na과 Ca 양이온으로 인한 중간-염기점은 질소 탈착속도를 향상시켰다. 따라서, 15wt%Ni/5A 촉매는 강한 금속-지지체 상호작용과 중간-염기점을 통한 질소 탈착 속도 향상으로 가장 우수한 암모니아 전환율과 높은 수소 생성율 23.5 mmol/g_cat·min (30,000 mL/g_cat·h, 600 ℃)을 보였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권1호
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• pp.65-68
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• 2012

Novel type $Li_{1.1}V_{0.9-2x}W_xMo_xO_2$ powders were prepared by a solid-state reaction of $Li_2CO_3$, $V_2O_3$, $WO_2$ and $MoO_2$ precursors in a nitrogen atmosphere containing 10 mol % hydrogen gas, and assessed as anode materials in lithium-ion batteries. The specific charge and discharge capacities of the $Li_{1.1}V_{0.9-2x}W_xMo_xO_2$ anodes were higher than those of the bare $Li_{1.1}V_{0.9}O_2$ anode. The cyclic efficiency of these anodes was approximately 73.3% at the first cycle, regardless of the presence of W and Mo doping. The composite anode, which was composed of $Li_{1.1}V_{0.75}W_{0.075}Mo_{0.075}O_2$ (20 wt %) and natural graphite (80 wt %), demonstrated reasonable specific capacity, high cyclic efficiency, and good cycling performance, even at high rates without capacity fading.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.16-24
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• 1998

최근 Ni-MH 전지의 고성능화를 위해 방전용량이 높은 Zr기 $AB_2$ 형의 수소 흡장 합금이 주목받고 있다. 본 연구에서는 이 중에서 $ZrV_{0.1}Mn_{0.7}Ni_{1.2}$ 합금을 선택하여 합금의 열처리 그리고, Mn 대신 Mo의 부분치환이 전극의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 합금은 먼저 아크 용해로를 사용하여 제작하였으며, 이 합금 중 일부를 $1,100^{\circ}C$에서 가열 후 각각 서냉과 급냉 처리를 행하였다. 이 세 가지 종류의 합금들을 이용하여 활성화 거동, 고율 방전 특성, 자기 방전 특성 등의 전극특성을 평가하였다. 그 결과 합금은 열처리에 의해서 방전용량이 감소하고 고율 방전율 또한 감소하였다. 그러나, 전기 화학적으로 구한 압력-조성 등온곡선의 평탄구역의 기울기를 감소시켰다. 또한 $ZrV_{0.1}Mn_{0.7}Ni_{1.2}$ 합금의 Mn을 Mo으로 부분 치환함에 의해서 방전용량의 감소 없이 자기방전특성을 크게 개선할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.225-232
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• 1999

Ni-MH 2차 전지의 음극재료로 사용되는 수소저장합금중 이론 방전용량이 가장 높은 $Mg_2Ni$를 기계적 합금법으로 제조하여 각종 첨가물의 첨가에 따른 전기화학적 특성을 조사하였다. $Mg_2Ni$는 고에너지 볼밀인 SPEX 8000을 이용하여 두가지 방법으로 제조하였다. 하나는 Mg, Ni 분말에 첨가물인 $AB_5$, $AB_2$계 수소저장합금과 Ni, Co, Cu를 첨가하여 12시간 볼밀링한 경우이고, 다른 하나는 먼저 Mg, Ni 분말을 1시간동안 볼밀링한 후 $300{\sim}400^{\circ}C$에서 열처리하여 $Mg_2Ni$를 제조한 후 여기에 첨가물을 10wt% 첨가하여 12 시간동안 볼밀할 경우이다. 이 볼밀링한 복합분말을 상온에서 $754tons/cm^2$의 압력으로 냉간압착하여 디스크 모양의 전극을 제조하였다. 실험결과 볼밀링 후 열처리를 거친 합금분말의 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 전극의 방전용량이 높았으며, Ni을 첨가한 경우는 방전용량을 증가시키고 Co를 첨가한 경우는 싸이클 특성이 향상되었다. 특히 $Mg_2Ni$에 Ni을 10wt%를 첨가하여 12시간 볼밀한 경우 $Mg_2Ni$의 최대 방전용량은 546mAh/g.alloy으로 이론용량의 약 55%에 달했다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.227-233
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• 2014

Simulated waste-derived synthesis gas has been tested for hydrogen production through water-gas shift (WGS) reaction over supported Cu catalysts prepared by co-precipitation method. $CeO_2$, $ZrO_2$, MgO, and $Al_2O_3$ were employed as supports for WGS reaction in this study. $Cu-CeO_2$ catalyst exhibited excellent catalytic activity as well as 100% $CO_2$ selectivity for WGS in severe conditions ($GHSV=40,206h^{-1}$ and CO concentration = 38.0%). In addition, $Cu-CeO_2$ catalyst showed stable CO conversion for 20h without detectable catalyst deactivation. The high activity and stability of $Cu-CeO_2$ catalyst are correlated to its easier reducibility, high oxygen mobility/storage capacity of $CeO_2$.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.105-113
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• 2014

Performance tests on $Ni/Ce-ZrO_2/Al_2O_3$ catalysts with additives (MgO, $La_2O_3$) were investigated in the combined reforming processes (SCR, ATR, TRM) in order to produce hydrogen and carbon monoxide (it is called "syngas".). The catalyst characterization was conducted using the BET surface analyzer, X-ray diffraction (XRD), SEM, TPR and TGA. The combined reforming process was developed to adjust the syngas ratio depending on the synthetic fuel (methanol, DME and GTL) manufacturing processes. Ni-based catalysts supported on alumina has been generally recommended as a combined reforming reaction catalyst. It was found that both free NiO and complexed NiO species were responsible for the catalytic activity in the combined reforming of methane conversion, and the $Ce-ZrO_2$ binary support employed had improved the oxygen storage capacity and thermal stability. The additives, MgO and $La_2O_3$, also seemed to play an important role to prevent the formation of the carbon deposition over the catalysts. The experimental results were compared with the equilibrium data using a commercial simulation tool (PRO/II).

• 한국가스학회지
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• 제15권1호
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• pp.30-34
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• 2011

본 논문은 104L의 저장용량과 70MPa의 사용압력을 갖는 수소연료탱크용 복합소재 압력용기에 관한 강도안전성을 해석한 평가연구이다. 탄소섬유 복합용기의 내측은 6061-T6의 알루미늄 라이너를 사용하고, 외경측은 원주방향을 따라서 탄소섬유 후프층을 형성하고, 또한 $12^{\circ}C$ 적층과 $70^{\circ}C$ 적층을 헤리컬방향으로 경사지게 감아서 제작하였다. 복합소재 연료탱크의 강도안전성에 대한 FEM 해석결과는 US DOT-CFFC와 KS B ISO 11119-2 규정에 따라 평가되었다. FEM 해석결과에 의하면, 104L의 복합용기로 제시된 설계모델을 US DOT-CFFC와 KS B ISO 11119-2 기준으로 평가할 때 모두 안전하다할 수 있다. 그렇지만, 탄소섬유 연료탱크에 대한 계산결과는 한국의 평가기준을 사용하기보다는 미국의 안전기준을 적용하는 것이 더 안전하다는 해석결과를 알 수 있다. 따라서 70MPa의 수소연료 압력용기의 강도안전성을 충분히 확보하기 위해서는 미국의 DOT-CFFC 안전기준에 의거 평가하고 설계하는 것이 바람직하다.