The scope of this work investigates the relationship between the amount of oxygen-functional groups and hydrogen adsorption capacity with different concentrations of phosphoric acid. The amount of oxygen-functional groups of activated carbons (ACs) is characterized by X-ray photoelectron spectroscopy. The effects of chemical treatments on the pore structures of ACs are investigated by $N_2$/77 K adsorption isotherms. The hydrogen adsorption capacity is measured by $H_2$ isothermal adsorption at 298 K and 100 bar. In the results, the specific surface area and pore volume slightly decreased with the chemical treatments due to the pore collapsing behaviors, but the hydrogen storage capacity was increased by the oxygen-functional group characteristics of AC surfaces, resulting from enhanced electron acceptor-donor interaction at interfaces.
The cycling characteristics of $MgH_2$ made by hydriding chemical vapor deposition method have been investigated. The particle size of $MgH_2$ made by HCVD was about $1{\mu}m$. The cycling experiment was performed by measuring hydrogen quantity absorbed at 673 K and under 35 atm of hydrogen pressure for 30 min. Up to 3 cycles the hydrogen storage capacity increased, but from 4 to 6 cycles the hydrogen storage capacity decreased rapidly. During this cycling test the particle size increased gradually from $1{\mu}m$ to $6{\mu}m$. This increase was due to sintering by the high reaction temperature and the heat of reaction during hydrogen absorption. From 7 to 30 cycles, the hydrogen storage capacity was maintained at 5.8 wt%. Even after 30 cycles, the plateau pressure was constant.
In liquids NMR, $^{1}H$ is the most widely observed nucleus, which is not the case in solids NMR. The reason is due to the strong homo-dipolar interactions between the hydrogen atoms which mask the useful chemical shift information. Therefore we must remove the strong homo-dipolar interactions in order to get structural information, which can be investigated by the isotropic chemical shift. There are two ways of obtaining it. One is the ultra-fast MAS of ca. 70 kHz spinning speed, which has become available only recently. The other way is devising a pulse sequence which can remove the strong homo-dipolar interaction. In the latter way, MAS with a moderate spinning rate of a few kHz, is enough to remove the chemical shift anisotropy. In this report, 1D-CRAMPS and 2D MASFSLG techniques are utilized and their results will be compared. This kind of highresolution $^{1}H$ NMR for solids, should become a valuable analytical tool in the understanding and the developing of a new class of hydrogen storage materials. Here ammonium borane $-NH_{3}BH_{3}$, whose hydrogen content is high, is used as a sample.
The mechanochemical milling of Mg and $Mg_2Ni$ alloys were carried out to examine the enhancement of hydrogen storage properties of Mg alloys. The hydroge characteristics of the ball-milled products were evaluated with a Sievert-type apparatus and electrochemical test. Various intermediate compounds were obtained by chemical reactions induced during the ball milling of Mg of $Mg_2Ni$ alloys with C, Ni, $Ni_2Cl$ and $Ca_2Cl$. The system of $Mg_2Ni$ with 10 wt% C improved markedly the kinetics of hydrogen absorption, while the hydrogen capacities were practically unchanged. The hydrogen storage alloys such as Mg-Ca can be successfully.
Hydrogen is one of the energy carriers and has high energy efficiency relative to mass. It is an eco-friendly fuel that makes only water (H2O) as a by-product after use. In order to use hydrogen conveniently and safely, development of production, storage and transfer technologies is required and attempts are being made to apply hydrogen as an energy source in various fields through the development of the technology. For transporting and storing hydrogen include high-pressure hydrogen gas storage, a type of storage technologies consist of cryogenic hydrogen liquid storage, hydrogen storage alloy, chemical storage by adsorbents and high-pressure hydrogen storage containers have been developed in a total of four stages. The biggest issue in charging high-pressure hydrogen gas which is a combustible gas is safety and the backfire prevention device is that prevents external flames from entering the tank and prevents explosion and is essential to use hydrogen safely. This study conducted a numerical analysis to analyze the performance of suppressing flame propagation of 2, 3 inch flame arrestor. As a result, it is determined that, where the flame arrestor is attached, the temperature would be lowered below the temperature of spontaneous combustion of hydrogen to suppress flame propagation.
수소 수요가 증가함에 따라 수소를 저장하기 위한 설비의 중요성이 대두되었으며, 국내에서는 다양한 법으로 수소 취급 설비를 규제하고 있다. 산업안전보건법에 따르면 저장량 5톤 이상의 액화수소를 취급하는 경우 공정안전관리 제도를 운용해야 한다. 하지만 현행 산업안전보건법에는 인화성을 띠는 저온액화 물질에 적용하기엔 적절하지 않은 기준이 있다. 본 연구에서는 산업안전보건법과 KOSHA Guide를 바탕으로 PSM 구성요소 중 공정안전자료와 안전운전 계획에서 수소취급 설비를 위해 개선되야 할 7개 주요 항목에 대해서 제시하였으며, 과학적인 분석을 통해 제시된 7개 항목이 어떤 방향으로 개선되어야 하는지 도출하였다.
Thermal decomposition of Ammonia Borane have been investigated with various analytical methods including TGA, TP-MS, DSC. By-products such as aminoborane and borazine were identified during hydrogen release by TGA, TP-MS analysis. $H_2$ release amount was measured at each temperature isothermally, which resulted in 7 wt% $H_2$ release at 130$^{\circ}C$. Moreover, higher temperature enhanced hydrogen release kinetics leading to shortened induction period from 20 min at 95$^{\circ}C$ to 0 min at 130$^{\circ}C$. Melting and decomposition at close temperature (4$^{\circ}C$ difference) caused the formation of thin foam during hydrogen release. Suppression of by-products and thin foam formation during hydrogen release is suggested as critical issues to realize chemical hydrogen storage system with ammonia borane.
Three kinds of porous polymer were synthesized using a solvothermal of tri-4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI-trimer) and different diamino monomers. The effects of the synthesis conditions and the monomer selection on the synthesis of porous polymer properties were studied. The results show that the synthesis of $NH_2$-containing monomer molecules smaller the microporous polymers was easy to implement; the specific surface areas of the polymers are related to the monomer ratio and the reaction time. The results show that the synthesized porous polymer had good hydrogen storage performance; the hydrogen storage ability improved with the addition of heterocyclic nitrogen.
We investigated the effect of chemical acid treatments on hydrogen storage behaviors of the ordered mesoporous carbons (MCs). The surface functional groups and specific elements of the MCs were characterized with Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectrometry and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Also, the changes in the surface functional groups of the MCs were quantitatively detected by Boehm's titration method. The structural properties of the MCs were investigated using X-ray diffraction (XRD). The hydrogen adsorption capacity of the MCs was evaluated by means of adsorption isotherms at 77 K/1 bar. The formation of surface functional groups by the acidic treatments could influence on the hydrogen storage capacity of the MCs.
Hydrogen utilization in the transportation sector, which relies on fossil fuels, can significantly reduce greenhouse gas by using to hydrogen fuel cell vehicles, and its adoption depends performance of hydrogen refueling station. The present study developed a model to simulate the back-to-back filling process of heavy duty hydrogen fuel cell vehicles at hydrogen refueling stations using a cascade method. And its quantitatively evaluated hydrogen refueling station performance by simulating various mass flow rates and storage tank capacity combinations, analyzing vehicle state of charge (SOC) of vehicles. In the cascade refueling system, the capacity of the high-pressure storage tank was found to have the greatest impact on the reduction of filling time and improvement of efficiency.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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