• 제목/요약/키워드: metal hydride

검색결과 190건 처리시간 0.034초

특허(特許)와 논문(論文)으로 본 폐전지 재활용(再活用) 기술(技術) 동향(動向) (Trend on the Recycling Technologies for Spent Batteries by the Patent and Paper Analysis)

  • 신선명;주성호;김수경;조영주;조봉규
    • 자원리싸이클링
    • /
    • 제21권4호
    • /
    • pp.16-25
    • /
    • 2012
  • 전지는 공기아연리튬망간산화은나트륨-유황납축니켈-수소 이차니켈-카드뮴리튬이온알칼라인 전지 등의 여러 종류가 있다. 경제적, 효율적 관점에서 폐전지의 재활용 기술은 폭넓게 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐전지의 재활용 기술에 대한 특허와 논문을 분석하였다. 분석범위는 1972년~2011년까지의 미국, EU, 일본, 한국의 등록/개된 특허와 SCI 논문으로 제한하였다. 특허와 논문은 키워드를 사용하여 수집하였고, 기술의 정의에 의해 필터링하였다. 특허와 논문의 동향은 연도, 국가, 기업, 기술에 따라 분석하여 나타내었다.

마이크로채널 탈수소 화학반응기에서 수소화붕소나트륨 수용액의 계면마찰에 대한 실험연구 (Experimental Study of Interfacial Friction in NaBH4 Solution in Microchannel Dehydrogenation Reactor)

  • 최석현;황승식;이희준
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제38권2호
    • /
    • pp.139-146
    • /
    • 2014
  • 수소화붕소나트륨은 수소 에너지를 저장 및 공급할 수 있는 안정된 금속 물질이다. 본 논문에서는 탈수소 화학반응기 유로 설계를 위해 수력학적 직경 $461{\mu}m$를 가지는 마이크로채널에서 수소화붕소나트륨 수용액의 탈수소 화학반응이 일어날 때 수용액과 수소 기체 간의 이상유동 계면마찰에 대하여 실험연구를 수행하였다. 화학반응기 마이크로채널은 직사각 단면으로 높이 $300{\mu}m$, 너비 1 mm, 길이 50 mm 로 실리콘 웨이퍼에 공정되었으며, 가수분해 촉진을 위해 루테늄을 촉매로서 100 nm 두께로 채널 표면에 증착하였다. 가시화 결과 Re 수 30 이하에서 기포유동 양상이 관측되었다. 이상마찰승수는 기포율에 선형적으로 비례하며, 탈수소 화학반응기를 설계할 때 계면마찰에 영향을 미치는 수용액의 초기농도, 촉매 화학반응률, 체류시간을 고려해야 된다.

공동주택단지 난방시스템들에 대한 경제성 평가 (Economic evaluation on heating systems of apartment complex)

  • 조금남;윤승호;김원배
    • 설비공학논문집
    • /
    • 제10권6호
    • /
    • pp.773-783
    • /
    • 1998
  • The heating system for apartment complex may be classified as old systems including central system with steam boiler(S1), gas engine driven heat pump system(S2), system using waste heat(S3) and new systems including mechanical vapor re-compression system with flashing heat exchangers(S4), system using methanol(S5), system using metal hydride (S6). The purpose of the present study is to suggest optimal heating system by technically, economically and environmentally evaluating old and new heating systems of apartment complex from 500 to 3,000 households. Economic evaluation based on the technical evaluation results which estimated heat transfer area of heat exchangers and capacity of equipments was estimated initial investment cost, annual operating cost and relative payback period by considering annual increasing rates of energy cost and interest. Environmental evaluation provided annual generation rate of carbon dioxide. Initial investment cost was cheap in the order of S6, S5, S3, S2, S4, S1, annual operating cost was cheap in the order of S1, S2, S4, S5 and relative payback period was short in the order of S6, S5, S2, S3 and S4. Relative payback period was within 8 years for all scenarios of 3,000 households, and was increased as annual increasing rates of energy cost and interest were increased. As transportation pipe length was increased twice, payback period was increased by 1.4~2.6 time. The effect of temperatures of waste gas and waste water on the relative payback period was small within 0.8 years. The annual generation rate of carbon dioxide was big in the order of S4, S2 and S1. S4 was the most economic system among whole scenarios when S1 was replaced with other scenarios.

  • PDF

Non-Stoichiometric Zr-Based 라베스상 수소저장합금의 방전특성 (The electrode characteristics of non-stoichiometric Zr-based Laves phase alloys)

  • 김동명;정재한;이한호;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
    • /
    • 제7권1호
    • /
    • pp.11-18
    • /
    • 1996
  • The Laves phase alloy hydrides have some promising properties as electrode materials in reversible metal hydride batteries. In this work, the hydrogen storage performance, crystallographic parameters, surface morphology, surface area and electrochemical characteristics of the non-stoichiometric $ZrMn_{0.3}V_{0.7}Ni_{1.4+{\alpha}}$, $ZrMn_{0.5}V_{0.5}Ni_{1.4+{\alpha}}$($\alpha$ =0.0, 0.2, 0.4, 0.6) alloys were examined. These as-cast alloys were found to have mainly a cubic C15-type Laves phase structure by X -ray diffraction analysis. The equilibrium pressure of the alloy were increased as $\alpha$ increased in both two types alloy. In case of $ZrMn_{0.5}V_{0.5}Ni_{1.4+{\alpha}}$ alloys, discharge efficiency and the rate capability of the alloy were decreased as $\alpha$ increased but, these values were increased in case of $ZrMn_{0.3}V_{0.7}Ni_{1.4+{\alpha}}$ alloys. The differences of these electrode properties observed were dependent on the reaction surface area and the catalytic activity of unit area of the each electrode.

  • PDF

Ni/MH 2차 전지용 고용량 Ti계 수소저장합금의 설계에 관한 연구 (A Study on the Alloy Design of High Capacity Ti-Based Metal Hydride for Ni/MH Rechargeable Battery)

  • 이한호;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
    • /
    • 제7권1호
    • /
    • pp.19-28
    • /
    • 1996
  • Ti-Mn based hydrogen storage alloy were modified by substituting alloying elements such as Zr, V and Ni in order to design a high capacity MH electrode for Ni/MH rechargeable battery. When V was substituted in Ti-Mn binary system, the crystal structure was maintained as $Cl_4$ Laves phase at a composition of $Ti_{0.2}V_{0.4}Mn_{0.4}$ and $Ti_{0.4}V_{0.2}Mn_{0.4}$ and equilibrium pressure decreased below 1 atm without decreasing hydrogen storage capacity considerably. It was found that Ni should be included in Ti-V-Mn alloy in order to hydrogenate it electrochemically in KOH electrolyte. But substitution of Ni for Mn in Ti-V-Mn system caused the increase of equilibrium pressure above 1atm and decrease of hydrogen storage capacity. Zr was able to increase the reversible hydrogen storage capacity of Ti-V-Mn-Ni alloy without considerable change of hydrogenation properties. The electrochemical discharge capacity of Ti-Zr-V-Mn-Ni system were in the range of 350 - 464mAh/g and among them $Ti_{0.8}Zr_{0.2}V_{0.5}Mn_{0.5}Ni_{1.0}$ alloy had $Cl_4$ Laves single phase and very high electrochemical discharge capacity of 464mAh/g.

  • PDF

폐니켈수소전지로부터 희토류 산화물 분말의 회수에 대한 연구 (A study on recovery of rare earth oxide powders from waste NiMH batteries)

  • 안낙균;김대원;심현우;박재훈;박정진
    • 한국결정성장학회지
    • /
    • 제28권2호
    • /
    • pp.85-90
    • /
    • 2018
  • 폐니켈수소전지에 함유되어 있는 희토류를 회수하기 위하여 $H_2SO_4$로 침출한 용액에 10 M NaOH를 첨가하여 희토류를 pH 2.0 이하에서 약 98 % 침전시켰다. 이후 회수된 희토류 복합 침전물은 $800^{\circ}C$에서 4시간 동안 열처리를 통해 $HNO_3$에 대한 침출률을 증가시켰으며, 희토류 복합 침전물이 용해된 용액에 oxalic acid를 첨가하여 2차 침전을 실시하였다. 재침전된 희토류는 다시 $800^{\circ}C$에서 4시간 열처리를 통해 산화물 형태로 변환되었으며, 이때 희토류 산화물의 순도는 약 99.5 %를 나타내었다.

DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해 제조한 TiNi 박막의 증착조건에 관한 연구 (A Study on the Deposition Conditions of the TiNi Thin Film by DC Magnetron Sputtering)

  • 최대철;한범교;남태현;안효준
    • 한국수소및신에너지학회논문집
    • /
    • 제10권4호
    • /
    • pp.211-217
    • /
    • 1999
  • 수소저장합금 전극을 이용하는 박막전지의 제조를 위하여, TiNi 수소저장합금박막의 적정제조조건에 대하여 연구하였다. TiNi합금박막은 직류 스퍼터링을 이용하여 제조하였다. 증착변수인 아르곤유속, 타겔-기판거리, 직류 전력량등을 변화시키면서, 증착속도를 조사하였으며, Ti와 Ni의 화학조성비, 결정구조등을 조사하였다. 증착속도는 아프곤유속, 타겔 기판거리와 반비례하였으며, 직류전력량의 증가에는 정비례하여 증가하였다. 상온에서 증착후에는 비정질구조를 나타냈으나, 진공열처리 후에 결정질로 바뀌었다.

  • PDF

Self-Separation 방법을 적용한 고품질 Free-Standing GaN (High Quality Free-Standing GaN Substrate by Using Self-Separation Method)

  • 손호기;이영진;김진호;황종희;전대우;이혜용
    • 한국전기전자재료학회논문지
    • /
    • 제29권11호
    • /
    • pp.702-706
    • /
    • 2016
  • We demonstrated that self-separation FS-GaN (freestanding-GaN) was grown on MELO (maskless epitaxially lateral overgrowth) GaN template by horizontal HVPE (hydride vapor phase epitaxy). Before thick GaN grwoth, MELO GaN template was grown on patterned GaN template by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition). The laterally overgrown GaN would consist of a continuous well coalesced layer. The mixed TDD (threading dislocation density) of seed and wing region were $8{\times}10^8cm^{-2}$ and $7{\times}10^7cm^{-2}$, respectively. After thick GaN grown by HVPE, the self-separation between thick GaN and sapphire substrate was generated at seed region. The regions of self-separation for FS-GaN and sapphire were observed by FE-SEM. Moreover, Raman results indicated that the compressive strain of seed and wing regions at FS-GaN substrate were slightly released compared to that of thick GaN grown on conventional GaN template. The optical properties of the FS-GaN substrate were examined by using PL (photoluminescence). The PL exhibited that donor bound exciton and donor acceptor pair were observed at low temperature. The effects on optical and structural properties of FS-GaN substrate have been discussed in detail.

전기화학증착법에 의해 성장된 GaN 나노구조의 구조적 및 광학적 특성

  • 이희관;이동훈;유재수
    • 한국진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
    • /
    • pp.231-231
    • /
    • 2010
  • GaN는 상온에서 3.4 eV의 넓은 밴드갭을 갖는 직접천이형 반도체로 우수한 전기적/광학적 특성 및 화학적 안정성으로 발광 다이오드 및 레이저 다이오드 등과 같은 광전소자 응용을 위한 소재로 많은 연구가 진행되어왔다. 특히, GaN 나노구조의 경우 낮은 결함밀도, 빠른 구동 및 고집적 특성 등을 가지기 때문에 효과적으로 소자의 광학적/전기적 특성을 향상시킬 수 있어 나노구조 성장을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근에는 Metal organic vapor deposition (MOCVD), hot filament chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxy (MBE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE) 등 다양한 방법을 통해 성장된 GaN 나노구조가 보고되고 있다. 하지만 고가 장비 사용 및 높은 공정 온도, 복잡한 공정과정이 요구되며 크기조절, 조성비, 도핑 등과 같은 해결되어야 할 문제가 여전히 남아있다. 본 연구에서는 나노구조를 형성하기 위하여 보다 간단한 방법인 전기화학증착법을 이용하여 GaN 나노구조를 ITO 및 FTO가 증착된 전도성 glass 기판 위에 성장하였고 성장 메커니즘 및 그 특성을 분석하였다. GaN 나노구조는 gallium nitrate와 ammonium nitrate가 혼합된 전해질 용액에 Pt mesh 구조 및 전도성 glass 기판을 1cm의 거리를 유지하도록 담가두고 일정한 전압을 인가하여 성장시켰다. Pt mesh 구조 및 전도성 glass 기판은 각각 상대전극 (counter electrode) 및 작업전극 (working electrode)으로 사용되었고 전해질 용액의 농도, 인가전압, 성장시간 등의 다양한 조건을 통하여 GaN 나노구조를 성장하고 분석하였다. 성장된 GaN 나노구조 및 형태는 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)를 이용하여 분석하였고, energy dispersive X-ray (EDX) 분석을 통하여 정량 및 정성적 분석을 수행하였다. 그리고 성장된 GaN 나노구조의 결정성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD)을 측정 및 분석하였다. 또한, photoluminescence (PL) 분석으로부터 GaN 나노구조의 광학적 특성을 분석하였다.

  • PDF

Mg8Ti2-(10, 20 wt.%)Ni 수소저장합금의 제조 및 수소화 특성 평가 (Fabrication and Evaluation of Hydorgenation Propeties on Mg8Ti2-(10, 20 wt.%)Ni Composites)

  • 김경일;홍태환
    • 한국재료학회지
    • /
    • 제20권10호
    • /
    • pp.543-549
    • /
    • 2010
  • The hydrogen energy had recognized clean and high efficiency energy source. The research field of hydrogen energy was production, storage, application and transport. The commercial storage method was using high pressure tanks but it was not safety. However metal hydride was very safety due to high chemical stability. Mg and Mg alloys are attractive as hydrogen storage materials because of their lightweight and high absorption capacity (about 7.6 wt%). Their range of applications could be further extended if their hydrogenation properties and degradation behavior could be improved. The main emphasis of this study was to find an economical manufacturing method for Mg-Ti-Ni-H systems, and to investigate their hydrogenation properties. In order to examine their hydrogenation behavior, a Sievert's type automatic pressure-compositionisotherm (PCI) apparatus was used and experiments were performed at 423, 473, 523, 573, 623 and 673 K. The results of the thermogravimetric analysis (TGA) revealed that the absorbed hydrogen contents were around 2.5wt.% for (Mg8Ti2)-10 wt.%Ni. With an increasing Ni content, the absorbed hydrogen content decreased to 1.7 wt%, whereas the dehydriding starting temperatures were lowered by some 70-100 K. The results of PCI on (Mg8Ti2)-20 wt.%Ni showed that its hydrogen capacity was around 5.5 wt% and its reversible capacity and plateau pressure were also excellent at 623 K and 673 K.