• 제목/요약/키워드: Hydrogen Storage capacity

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LH2 멤브레인 저장탱크 인수기지 공정모사 및 설계조건 변화에 따른 BOG 발생량 예측 (Process Simulation of LH2 Receiving Terminal with Membrane Storage Tank and Prediction of BOG Generation According to Change of Design Conditions)

  • 김동혁;이영범;서흥석;권용수;박창원;권휘웅
    • 한국가스학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.49-57
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    • 2022
  • 미래에 수소 산업이 활성화되면 LH2 멤브레인 저장탱크 인수기지는 대용량 액화수소를 저장하고 송출할 수 있는 주요한 방안이다. 현재 이러한 인수기지가 존재하지 않기에, 기존 LNG 멤브레인 저장탱크 인수기지 설계 자료를 참고하여 기지 공정모사 모델을 완성하였다. 이 모델을 베이스로 하여 멤브레인 저장탱크 인수기지 운영에서 매우 주요한 인자인 기지 설계조건 변화에 따른 BOG 발생량을 예측하였다. 이를 통하여 LH2 멤브레인 저장탱크 인수기지가 운영될 때를 대비하여 하역시 BOG 발생량을 최소화 할 수 있는 적절한 운전조건을 검토하고자 하였다.

기계적 합금처리와 수소화물 형성·분해 싸이클링이 Mg의 수소 저장성질에 미치는 영향 (Influence of Mechanical Alloying and Hydriding-Dehydriding Cycling on the Hydrogen-Storage Properties of Mg)

  • 송명엽
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.151-160
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    • 1998
  • 기계적으로 합금처리한 혼합물 속에 포함된 Mg의 수소 저장 성질의, 시료 내의 Ni의 중량 백분율에 따른 변화를 조사하였다. Ni 중량을 기준으로 한, Mg2Ni 상을 형성한 Ni의 중량 백분율은 Mg-10wt.%Ni 시료에서 가장 높다. 첫번째 수소화물 형성 싸이클에서, Mg의 수소화물 형성 속도에 미치는 기계적 합금처리의 효과는 Mg-25wt.%Ni 시료에서 가장 높다. 활성화 후에는, 기계적 합금처리와 수소화물 형성 분해 싸이클링이 Mg의 수소화물 형성 속도에 미치는 효과는 Mg-10wt.%Ni 시료에서 가장 높다. 충분한 수소화물 형성 분해 싸이클링 후에는 Mg의 수소 저장 용량에 미치는 효과는 Mg-10wt.%Ni에서 가장 높다. Mg의 수소화물 형성 속도와 분해 속도에 미치는 효과는 Mg-25wt.%Ni 시료에서 가장 높다. 시료 내에 포함된 Mg의 수소 저장 성질에 가장 좋은 효과를 가지고 있는 최적의 조성은 Mg-25wt.%Ni이고 그 다음이 Mg-10wt.%Ni이다. 기계적 합금 처리와 수소화물 형성 분해 싸이클링은, 활발한 핵 생성 자리 역할을 할 수 있는 많은 결함을 만들고, 비 표면적을 증가시켜 수소의 확산 거리를 짧게한다.

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리튬이 첨가된 니켈 산화물 나노튜브의 수소저장 ([ $H_2$ ] uptake of the Li dispersed nickel oxide nanotubes)

  • 이진배;이순창;이상문;이영석;김해진
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.39-46
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    • 2006
  • Highly ordered Li dispersed nickel oxide nanotubes were prepared with anodic aluminum oxide (AAO) template for hydrogen storage. Electron microscope results showed that uniform length and diameter of nickel oxide nanotubes were obtained. The wall thickness and outer diameter of nickel oxide nanotubes are about 40 - 50 nm and 200 - 400 nm, respectively. It was observed that the diameter of nickel oxide nanotubes is bigger than the pore diameter of AAO template. Li dispersed nickel oxide were consisted of nanoflakes and had structures of nanotubes and nanorods. For increasing the hydrogen adsorption and desorption capacity, the Li dispersed nickel oxide nanotubes were fluorinated. The fluorinated Li dispersed nickel oxide nanotubes showed 1.65 wt% of the hydrogen adsorption capacities at 77 K under 47 atm.

LaNi5의 intrinsic degradation 거동에 관한 연구 (A Study on the Intrinsic Degradation Behavior of LaNi5)

  • 안효준;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.77-82
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    • 1990
  • To investigate the effect of strains heat effect and thermal energy on the intrinsic degradation of $LaNi_5$, the changes of P-C-Isotherm curves under the condition of mainly applied one of the above factors were investigated. The revesible hydrogen storage capacity decreased by means of the hydrogenation at high temperature without cyclings or pressure induced cyclings with low thermal energy. The degree of degradation was more severe as the heat of hydrogenation reaction increased. Thus the intrinsic degradation of $LaNi_5$ depended upon lattice strain as well as thermal energy.

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Si-sealant를 이용하여 제조한 금속수소화물 전극의 특성 (The Properties of the Metal Hydride electrodes prepared by Silicon Sealant)

  • 최전;박충년
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.23-28
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    • 1993
  • The $(LM)Ni_{4.5}Co_{0.1}Mn_{0.2}Al_{0.2}$ hydrogen storage alloy powders were conducted 25wt% electroless copper plating in an acidic bath. For the preparation of a hydride electrodes, the copper coated alloy powder was mixed with Si-sealant(organosilicon) and compacted with $6t/cm^2$ at room temperature. The electrode characteristics were examined through electrochemical measurements in a half cell. As a sealant contents increased, the initial discharge capacity of si-sealant bounded electrode was lower and the activation rate in high current density was slower. For extended cycles, however, the electrodes with the Si-sealant were superior in a high rate discharge and useful range of temperature over the sealant-free electrode. In addition, the cycle life increased with increasing the amount of Si-sealant added. It can be suggested from the results that the Si-sealant as a binder could be applied to the preparation of the metal hydride electrode.

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산업용 밀폐형 니켈수소전지의 전극 제조 및 전기화학적 특성 (Electrode Fabrication and Electrochemical Characterization of a Sealed Ni-MH Battery for Industrial Use)

  • 안양임;김세환;조진훈;김호성
    • 전기화학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.289-296
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    • 2008
  • 산업용 밀폐형 니켈수소전지에 사용되는 수산화니켈 및 수소저장합금 전극에 대해 반쪽전지 시험에 의한 전기화학적 특성을 조사하고, 대용량 밀폐형 니켈수소전지를 제작하여 전지의 충전 효율 및 내압 특성에 대해 평가하였다. 전기화학적 특성 실험은 전지의 충방전 사이클에 따른 전지 내압 상승 억제를 목표로 수산화니켈 전극 및 수소저장합금 전극에 대해 전위주사법을 이용하여 수행하였다. 전위주사법 실험 결과, 수산화니켈 전극의 프로톤 산화 환원 반응 양태, 산소발생 거동, 그리고 수소저장합금 전극의 수소화 반응 특성을 명확히 파악할 수 있었다. 또한 산소 과전압이 높은 수산화니켈 분말과 수소 활성화 특성이 우수한 수소저장합금 분말을 사용하여 제작한 130 Ah 니켈수소전지의 충전 효율은 1 C 전류로 충전 시 98% 수준이 얻어 졌으며 과충전 시 전지 내압이 4 atm 이하로 유지됨을 확인하였다. 그리고 충방전 사이클에 의한 전지 보존 용량도 약 400 사이클에서 약 95% 수준으로 그 특성이 우수함을 알 수 있었다.

자전연소합성법으로 제조한 Zr계 AB2-x Mx 금속수소화물의 수소저장특성 (Hydrogen Storage Properties of Zr-Based AB2-x Mx Metal Hydrides Made by Hydriding Combustion Synthesis (HCS))

  • 허태홍;한정섭;김진호
    • 대한금속재료학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.256-262
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    • 2012
  • This study investigated the hydrogen storage properties of Zr-Based $AB_{2-x}M_x$ metal hybride made by HCS (Hydriding Combustion Synthesis). The materials were prepared by HCS 80 wt% $AB_2$-15 wt% Mg-5 wt% Mm, HCS 80 wt% $AB_2$-20 wt% Mg and pure Zr-Based $AB_2$, These materials were activated at 298 K under 20 bar. Both HCS 80 wt% $AB_2$-20 wt% Mg and HCS 80 wt% $AB_2$-15 wt% Mg-5 wt% Mm were absorbed within 1 minute. In the case of the $AB_2$, it was perfectly absorbed within 6 minutes. Then, the materials were evaluated to obtain P-C-T (Pressure-Composition-Temperature) curves at 298K. As a result, the hydrogen storage capacity of HCS 80 wt% $AB_2$-20 wt% Mg, HCS 80 wt% $AB_2$-15 wt% Mg-5 wt% Mm and pure Zr-Based $AB_2$ were determined to be 1.2, 1.6 and 1.74 wt%, respectively. The activation energy and rate controlling step were calculated by the Johnson-Mehl Avrami equation. The activation energies of HCS 80 wt% $AB_2$-20 wt% Mg, HCS 80 wt% $AB_2$-15 wt% Mg-5 wt% Mm and pure Zr-Based $AB_2$ were 26.91, 20.45, and 60.41 kJ/mol, respectively. Also, the values of ${\eta}$ in the Johnson-Mehl Avrami equation for HCS 80 wt% $AB_2$-20 wt% Mg, HCS 80 wt% $AB_2$-15 wt% Mg-5 wt% Mm and pure Zr-Based $AB_2$ are 0.60, 0.51, and 0.44. So, the rate controlling steps which indicate hydrogen storage mechanism are an one dimensional diffusion process.

연료전지의 수소저장용 마그네슘계 합금의 표면제어에 의한 전기화학적 수소화 거동 연구 (Electrochemical Hydrogenation Behavior of Surface-Treated Mg-based Alloys for Hydrogen Storage of Fuel Cell)

  • 김호성;이종호;부성재
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.46-52
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    • 2006
  • [ $Mg_2Ni$ ]계 합금 입자의 수소저장 특성에 대한 표면처리 효과가 마이크로 전극 측정법에 의해 검토되었다. 카본-섬유로 된 마이크로 전극을 KOH 수용액 속에서 조정자를 사용하여 수소 단일입자에 접촉시켰다. 상온에서 $Mg_2Ni$ 합금의 수소저장 특성은 니켈 도금용액에 의한 표면 처리에 의해 크게 개선되었다. 니켈 도금용액 속에 있는 함유된 나트륨염(sodium phosphate 및 sodium dihydrogen citrate)이 합금을 아몰퍼스와 같은 형태로 만들었으며, 그 결과 상온에서 수소 흡장/방출 용량이 최초의 17[mAh/g]에서 150[mAh/g]로 향상되었다. 합금 입자 내에서 수소원자의 겉보기 화학적 확산계수를 계산하기 위하여 Potential-step 실험을 실시하였으며 데이터 해석을 위해 구형확산 모델을 적용하였다. 실험결과로서 겉보기 확산계수($D_{app}$)는 수소 흡장 및 방출되는 전 과정에서 $10^{-8}{\sim}10^{-9}[cm^2/s]$ 수준인 것으로 확인되었다.

Zr계 라-베상 수소저장합금의 전기화학적 충·방전특성 (Electrochemical Charge and Discharge Characteristics of Zr-Based Laves Phase Hydrogen Storage Alloys)

  • 이재명;김찬중;김대룡
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.99-109
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    • 1994
  • To develop high capacity hydrogen storage alloys for secondary Ni/MH batteries, electrochemical charge/discharge characteristics of $Zr_{1-x}Ti_xMn_{1-y}V_yNi_{1-z}M_z$ (M=Al,Co,Fe) alloys were investigated, in which $0.2{\leq}x{\leq}0.6$, $0.2{\leq}y{\leq}0.8$, $0.2{\leq}z{\leq}0.4$. With increasing Ti content(x) and/or decreasing V content(y), lattice constants and maximum theoretical capacities of the alloys were decreased and equilibrium pressure of hydrogen absorption were increased. Electrochemical discharge capacities were increased with increasing Ti content(x). Especially, the alloys of x= 0.4~0.6 showed better charge/discharge efficiencies than those of x<0.4. Discharge capacities of $Zr_{0.4}Ti_{0.6}Mn_{0.4}V_{0.6}Ni_{0.8}Fe_{0.2}$, $Zr_{0.4}Ti_{0.6}Mn_{0.4}V_{0.6}Ni_{0.8}Al_{0.2}$ and $Zr_{0.5}Ti_{0.5}Mn_{0.4}V_{0.6}Ni_{0.6}Co_{0.4}$ were 385, 328 and 333mAh/g, respectively. These alloys were fully activated within five charge/discharge cycles and had a good charge and discharge rate capabilities and temperature characteristics.

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Mg2NiHx-10wt% CaF2 수소저장합금의 제조와 수소화 흡수평가 (Fabrication and Evaluation Hydrogenation Absorbing on Mg2NiHx-10 wt% CaF2 Composites)

  • 유제선;한정흠;신효원;홍태환
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.553-557
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    • 2020
  • It is possible that hydrogen could replace coal and petroleum as the predominant energy source in the near future, but several challenges including cost, efficiency, and stability. Mg and Mg alloys are attractive hydrogen storage materials because of their lightweight and high absorption capacity. Their range of applications could be further extended if their hydrogenation properties could be improved. The main emphasis of this study was to investigate their hydrogenation properties for Synthesis of 10wt.% CaF2 in Mg2NiHx systems. The effect of BCR (66:1) and MA time (96 hours) on the hydrogenation properties of the composite was investigated. also, Mg2NiHx-10wt% CaF2 composites prepared by Mechanical Alloying are used in this work to illustrate the effect of catalysts on activation energy and kinetics of Magnesium hydride.