수소저장합금이 수소를 흡수 또는 방출하면서 발열반응과 흡열반응을 일으키는 특성을 이용하여 산업공단지역의 폐열로부터 수소저장합금의 수소를 방출시키고, 이 수소를 인근 도시지역에 파이프라인으로 수송한 후 필요시 또 다른 수소저장합금과 반응시켜 열을 얻을 수 있는 열저장 및 이용시스템에 대하여 고찰하였다. 이 시스템에서는 반응온도가 낮은 합금을 이용하여 냉열을 얻을 수도 있으며, 폐열의 저장수단으로, 또한 수소를 수송함으로서 열수송의 수단으로 활용할 수 있게 된다. 폐열 대신에 태양열을 이용할 경우의 태양열의 저장수단으로 수소저장합금을 이용할 수 있다.
Recently fuel cell is considered to be a new technology that can substitute the ICE(Internal Combustion Engine) as well as overcome environmental issues. In military applications, fuel cell has an unique advantages, which are quietness, namely, stealth. The environmental requirement such as shock and vibration in military application, however, is very severe comparing to civilian demand. Especially, the safety concerning hydrogen storage is the most important problem. Among the candidate methods to store hydrogen, the metal hydride storage is promising method owing to the storage mechanism of chemical absorption of hydrogen to metal hydrides. In this study, the new composition of Ti-Zr type metal hydride(A composition) was suggested and investigated to increase the hydrogen storage capacity. For comparison, the hydrogen charge-discharge properties were investigated with the commercialized Ti-Zr type metal hydride(B composition) using PCT(Pressure-Composition-Temperature) measurement. Also two hydrogen storage cylinders were loaded with each metal hydride and their hydrogen charging and discharging characteristics were investigated. As a result, it was found that the new Ti-Zr type metal hydride has a slightly higher hydrogen storage capacity compared to commercial Ti-Zr type metal hydride.
수소저장기술은 수소경제를 달성하기 위해 개발해야할 핵심요소기술이다. 이 논문에서는 고체수소저장기술의 최신 개발 동향을 고찰하였다. 나노구조 탄소계 물질(nanostructured carbon materials), 유기금속구조물(metal organic framework, MOFs), 금속수소화물(metal hydrides), 클래스레이트수화물(clathrate hydrates), 금속착수소화물(complex chemical hydrides)과 같은 고체수소저장매체를 중점적으로 고찰하였다. 그 결과 지금까지 개발된 고체수소저장재료의 수소저장용량은 고체의 표면적에 비례하여 증가함을 알 수 있었다. 또한 수송용 탑재형 수소저장 응용을 목적으로 안전하면서도 가역적 고밀도 수소저장이 가능한 기능성 신 나노재료의 개발 방향을 제시하였다.
The anionic transition metal hydrides $(HW(CO)_4P(OMe)_3\;^-,\;HW(CO)_5\;^-,\;HCr(CO)_5\;^-,\;HFe(CO)_4\;^-)$ react with transition metal alkyl $(CpMo(CO)_3(CH_3)$ to yield $CH_4\;and\;CH_3CHO$ in addition to the inorganic products $(CpMo(Co)_3\;^-$, etc.). The reaction of these anionic metal hydrides with CpMo(CO)3{CH2CH(CH2)2} may lead to an elucidation of the reaction mechanisms involved; the organic product distributions are among $CH_4,\;CH_2\;=\;CHCH_2CH_3$, and $CH_3CH(CH_2)_2$, depending upon the anionic metal hydride used. These anionic metal hydrides also are reported to undergo a hydride-halide exchange reaction with organic halides; therefore, these similar reactions have been compared in terms of leaving group ability $(CpMo(CO)_3\;^-\;vs.\;Br^-)$ and the mechanistic pathways.
수소저장기술은 수소경제를 달성하기 위해 개발해야할 핵실요소기술이다. 이 논문에서는 고체수소저장기술의 최신 개발 동향을 고찰하였다. 나노구조 탄소계 물질(nanostructured carbon materials), 유기금속구조물(metal organic framework, MOFs), 금속수소화물(metal hydrides), 클래스레이트수화물(clathrate hydrates), 금속착수소화물(complex chemical hydrides)과 같은 고체수소저장매체를 중점적으로 고찰하였다. 그 결과 지금까지 개발된 고체수소저장재료의 수소저장용량은 고체의 표면적에 비례하여 증가함을 알 수 있었다. 탄소나노튜브의 수소저장 메커니즘을 연구하여 탄소나노튜브의 표면적이 수소저장량을 증가시키는데 중요한 인자로 작용함을 알 수 있었다.
Hydrogen is in the spotlight as an alternative next generation energy source for the replacement of fossil fuels because it has high specific energy density and emits almost no pollution, with zero $CO_2$ emission. In order to use hydrogen safely, reliable storage and transportation methods are required. Recently, solid hydrogen storage systems using metal hydrides have been under extensive development for application to fuel cell vehicles and fuel cells of MCFC and SOFC. For the practical use of hydrogen on a commercial basis, hydrogen storage materials should satisfy several requirements such as 1) hydrogen storage capacity of more than 6.5wt.% $H_2$, moderate hydrogen release temperature below $100^{\circ}C$, 3) cyclic reversibility of hydrogen absorption/desorption, 4) non toxicity and low price. Among the candidate materials, Li based metal hydrides are known to be promising materials with high practical potential in view of the above requirements. This paper reviews the characteristics and recent R&D trends of Li based complex hydrides, Li-alanates, Li-borohydrides, and Li-amides/imides.
The newly-developed Meerwein-Ponndorf-Verley (MVP) type reagents using aluminum, boron and other metals for reduction of organic functional groups such as carbonyl and epoxy compounds have been surveyed. highlighted and reviewed in this account are the appearance of new MPV type reagents and their application to the selective reduction of organic functions. Finally, this account emphasizes the distinct contrast in the reducing characteristics existed between metal hydride reagents and MPV reagents, and compares their usefulness in organic synthesis.
In order to utilize hydrogen energy in a large-scale in the future, development of effective hydrogen storage method is essentially required as well as that of efficient hydrogen production method. The hydrogen storage method using metal hydrides has been holding the spotlight as a safer and higher-density hydrogen storage method than conventional hydrogen storage methods such as liquid hydrogen or compressed hydrogen storage method. However when metals react with hydrogen to store hydrogen as metal hydrides, they undergo exothermic reactions, while metal hydrides evolve hydrogen by endothermic reaction. Therefore, hydrogen storage tank should have such structure that it can absorb or release reaction heat rapidly and efficiently. In this study, a review on the improvement of the heat release and absorption structure in the hydrogen storage tank was conducted, and as a result, a new type of hydrogen storage tank with the structure of vertical-type wall was designed and manufactured. Experimental results showed that this new type of tank could be used as an efficient hydrogen storage tank because its structure is simpler and manufacture is easier than cup-type hydrogen storage tank with the structure of packed horizontal cup.
The interstitial hydrogen bonding in NiTi solid and its effect on the metal-to-metal bond is investigated by means of the EH tight-binding method. Electronic structures of octahedral clusters $Ti_4Ni_2$ with and without hydrogen in their centers are also calculated using the cluster model. The metal d states that interact with H 1s are mainly metal-metal bonding. The metal-metal bond strength is diminished as the new metal-hydrogen bond is formed. The causes of this bond weakening are analyzed in detail.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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