한국수소및신에너지학회논문집 (Transactions of the Korean hydrogen and new energy society)

  • 제20권6호
  • /
  • Pages.512-518
  • /
  • 2009
  • /
  • 1738-7264(pISSN)
  • /
  • 2288-7407(eISSN)
한국수소및신에너지학회 (The Korean Hydrogen and New Energy Society)
권호 표지

기계적 합금화법에 의한 $Mg_2$Ni-(5, 10mass%)$NbH_x$ 복합재료의 수소화 특성

Hydrogenation Properties of $Mg_2$Ni-(5, 10mass)$NbH_x$ Composites by Reactive Mechanical Alloying

  • 조경원 (충북대학교 신소재공학과) ;
  • 박지희 (성신여자대학교 생명과학.화학부) ;
  • 김경일 (충주대학교 신소재공학과/친환경에너지 부품 연구센터) ;
  • 김수현 (충주대학교 신소재공학과/친환경에너지 부품 연구센터) ;
  • 정미원 (성신여자대학교 생명과학.화학부) ;
  • 김상헌 (한밭대학교 응용화학생명공학부) ;
  • 최재하 (충북대학교 신소재공학과) ;
  • 홍태환 (충주대학교 신소재공학과/친환경에너지 부품 연구센터)
  • Cho, Kyoung-Won (Dept. of Advanced Materials Engineering, Chungbuk National Univ.) ;
  • Park, Ji-Hee (School of Biological Sciences and Chemistry, Sungshin Women's Univ.) ;
  • Kim, Kyeong-Il (Dept. of Materials Science and Engineering/Research Center for Sustainable Eco-Devices and Materials(ReSEM), Chungju National Univ.) ;
  • Kim, Soo-Hyun (Dept. of Materials Science and Engineering/Research Center for Sustainable Eco-Devices and Materials(ReSEM), Chungju National Univ.) ;
  • Jung, Mi-Ewon (School of Biological Sciences and Chemistry, Sungshin Women's Univ.) ;
  • Kim, Sang-Hern (Division of Applied Chemistry & Biotechnology, Hanbat National Univ.) ;
  • Choi, Jae-Ha (Dept. of Advanced Materials Engineering, Chungbuk National Univ.) ;
  • Hong, Tae-Whan (Dept. of Materials Science and Engineering/Research Center for Sustainable Eco-Devices and Materials(ReSEM), Chungju National Univ.)
  • 발행 : 2009.12.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

Mg 및 Mg합금은 수소 저장량이 7.6wt.%로 비교적 높고 자원도 풍부하여 값이 싼 장점을 가지고 있으나 산화반응성이 높고 활성화 에너지가 크기 때문에 반응온도가 높고 반응시간이 긴 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 일반적으로 Mg 및 Mg합금의 표면 개질화, 금속간 화합물 형성, 전이금속 첨가에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 전이금속인 Nb를 촉매제로 사용하여 수소화 특성을 개선하고자 기계적 합금화법(MA;Mechanical Alloying)을 실시하여 복합재료를 합성한 후 수소화 반응을 평가하였다. XRD, SEM, TEM, PSA, TG/DSC 분석을 수행하였으며 Sievert's 형 PCT를 이용하여 온도 및 압력 변화에 따른 특성평가를 하였다. 전이금속인 Nb의 첨가로 수소화 반응개시온도가 낮아지고 수소 저장량이 향상되는 거동을 보였다. 특히, 5mass%Nb가 10mass%Nb 보다 수소 저장량 및 반응속도가 좋은 결과를 보였다.

키워드

참고문헌

  1. A. Zaluska, L. Zalusku, J.O. Strom-Olsen, Nanocrystalline metal hydrides, J Alloys Compd., Vol. 253-254, 20, 1997, pp. 70-79 https://doi.org/10.1016/S0925-8388(96)02985-4
  2. A. K. Singh, O. N. Srivastava, Studies on the synthesis, characterization and hydrogenation behaviour of new $Zr_{1}$−$_{x}Mm_{x}(Cr_{0.8}Mo_{0.2})_2\;AB_{2}$-type hydrogen storage materials, J. Alloys Compd., Vol. 354, 1-2, 2003 pp.17-21
  3. M. terzieva, M. Khrussanova, P. Peshev, D. Radev, Hydriding and dehydriding characteristics of mixtures with a high magnesium content obtained by sintering and mechanical alloying, Int. J. Hydrogen Energy Vol. 20, 1, 1995, pp. 53-58 https://doi.org/10.1016/0360-3199(93)E0009-A
  4. K. J. Gross, P. Spatz, A. Zuttel, L. Schlapbach, Hydriding properties of $Ce(Mn,\;Al)_2$ and $Ce(Fe,\;Al)_2$ intermetallic compounds, J. Alloys Compd. Vol. 260, 1-2, 1997, pp. 211-216 https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00133-3
  5. H. Imamura, N. Sakasai, Y. Kajii, Hydrogen absorption of Mg-Based composites prepared by mechanical milling: Factors affecting its characteristics, J. Alloys Compd., Vol. 232, 1-2, 1996, pp. 218-223 https://doi.org/10.1016/0925-8388(95)01882-4
  6. J. Huot, S. Bouricha, S. Boily, J.P. Dodelet, D. Guay, R. Schulz, Increase of specific surface area of metal hydrides by lixiviation, J. Alloys Compd., Vol. 266, 1-2, 1998, pp. 307-310 https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00440-4
  7. G. Liang, J. Huot, S. Boily, A. Van Neste, R. Schulz, Catalytic effect of transition metals on hydrogen sorption in nanocrystalline ball milled $MgH_2$–Tm (Tm=Ti, V, Mn, Fe and Ni) systems, J. Alloys Compd., Vol. 292, 1-2, 1999, pp. 247-252 https://doi.org/10.1016/S0925-8388(99)00442-9
  8. J.-L. Bobet, E. Akiba, Y. Nakimura, B. Darriet, Study of Mg-M (M=Co, Ni and Fe) mixture elaborated by reactive mechanical alloying - hydrogen sorption properties, Int. J. Hydrogen Energy, Vol. 25, 10, 2000, pp. 987-996 https://doi.org/10.1016/S0360-3199(00)00002-1
  9. J. Huot, J. F. Pelletier, L. B. Lurio, M. Sutton, R. Schulz, Investigation of dehydrogenation mechanism of $MgH_2$–Nb nanocomposites, J. Alloys Compd., Vol. 348, 1-2, 2003, pp. 319-324 https://doi.org/10.1016/S0925-8388(02)00839-3