Metal hydride is suitable for safe storage of hydrogen. The hydrogen storage kinetics of the metal hydride are highly dependent on its heat transfer characteristics. This study presents a metal hydride-expended graphite composite with improved thermal conductivity and its hydrogen storage kinetics. To improve the heat transfer characteristics, a metal hydride was mixed and compacted with a high thermal conductivity additive. As the hydrogen storage material, AB5 type metal hydride La0.9Ce0.1Ni5 was used. As an additive, flakes-type expended graphite was used. With improved heat transfer characteristics, the metal hydride-expended graphite composite stores hydrogen four times faster than metal hydride powder.
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.
Heat and hydrogen transfer characteristics have been experimentally investigated for a hydride reaction bed, in which hydride material LaN $i_{4,7}$A $l_{0.3}$ is contained for hydrogen storage. This problem is of particular interest in the design of metal hydride devices such as metal-hydride refrigerators, heat pumps, or metal-hydride storage units. Transient behavior of hydrogen transfer through the hydride materials as well as heat transfer is studied during absorption and desorption processes in detail. The experimental results obtained indicate that the mass flow of the hydrogen is strongly affected by the governing parameters, such as the initial pressure of the reaction bed, absorption or desorption period, and cooling or heating temperature. These mass transfer results are along with the heat transfer rate between hydride materials and heat transfer medium in the reaction bed.d.d.
3.9%C-2.0%Si-Fe 조성의 압분체(壓粉體)를 $1350^{\circ}$, Ar가스 분위기에서 50분간 용해한 용탕에 시판(市販) misch metal과 misch metal hydride인 MmH와 $MmH_2$를 각각 여러비율로 첨가(添加)한후 서냉(徐冷)및 급냉(急冷)한 시편의 흑연형상(黑鉛形狀)의 변화로부터 misch metal hydride의 구상화능(球狀化能)과 흑연구상화(黑鉛球狀化) 기구(機構) 로서의 기포설(氣泡說)의 타당성을 고찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) Misch metal은 0.5% 이상, 그리고 misch metal hydride는 0.25% 이상 첨가한 때 구상흑연(球狀黑鉛)과 CV 흑연(黑鉛)이 나타났으며, misch metal hydride를 첨가한 때가 misch metal에 비하여 흑연립수(黑鉛粒數)가 더 많았다. 이와같이 misch metal hydride의 첨가량이 misch metal에 비하여 적었음에도 흑연립수(黑鉛粒數)가 더 많은 것을 보면 Mm으로부터 방출되는 다수(多數)의 수소기포(水素氣泡)가 구상흑연(球狀黑鉛)의 정출장소로 되는 것으로 해석되기 때문에 기포설(氣泡說)이 타당하다고 생각된다. 2) Misch metal 과 misch metal hydride의 첨가량(添加量)이 1.0%로 증가되면 두경우 모두 흑연립수(黑鉛粒數)가 감소하였다. 이는 용탕중에 개재된 수소기포(水素氣泡)의 실수율차이에 의한 잔류 수소기포수의 증가율둔화와 첨가량(添加量)의 증가에 따른 잔류 misch metal량의 상대적(相對的) 증가로 인한 다량의 잔류 misch metal이 응고과정에서 수소를 재흡수 용해하여 흑연입수를 결정하는 용탕중의 유효수소기포수(有效水素氣泡數)를 감소시켰기 때문으로 생각된다.
Hydrogen is the ideal candidate as an alternative energy carrier, so many hydrogen storage methods are investigated. The hydrogen storage method using metal hydride is good candidate as energy sources for portable devices because hydrogen-storage as metal hydride shows large volumetric storage density. In this study, we investigated the variations of hydrogen charging/discharging performance of metal hydride tanks at different temperature conditions. We charged metal hydride tanks with hydrogen in low temperature because of the exothermic reactions of hydrogen absorption while we discharged in high temperature to provide sufficient heat because of the endothermic reactions of desorption. In addition, we investigated the difference of hydrogen charging/discharging performance between two tanks having different sizes.
The hydricities of d$^6$ metal hydride complexes in aqueous solution were calculated by using density functional theoretical (DFT) calculations coupled with a Poisson-Boltzmann (PB) solvent model. Hydricity describes the hydride donor ability of the metal-hydrogen bond, which assists in the study of the mechanism of many catalytic processes and chemical reactions that involve transition metal hydrides. The calculation scheme produced hydricity values that were in good agreement with experimental estimation. The inclusion of a water molecule as a weakly bound ligand to five-coordinate metal complexes gave an improved correlation result.
Park, Jeong-Gun;Seo, Chan-Yeol;Lee, Paul S.;Lee, Jai-Young
한국수소및신에너지학회논문집
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제12권3호
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pp.157-167
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2001
Metal hydride올 이용하는 냉방시스템은 다른 냉방시스템과 비교하여 환경 친화적이며 Clean technology라는 장점이 있다. 이러한 시스템 중에 최근에 많은 연구가 진행중인 Electric Compressor로 수소의 이동이 제어되는 Compressor-Driven Metal Hydride Heat Pump(CDMHHP)은 폐열원의 온도에 의해 제어되는 시스템에 비하여 cooling power가 크다는 장점과 함께 단속적인 냉방이 아닌 2개의 함금쌍으로도 연속적인 냉방이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 이러한 CDMHHP system의 동작특성을 분석하기 위해서 2개의 반응관에 고용량과 solping 특성이 매우 우수한 $Zr_{0.9}Ti_{0.1}Cr_{0.55}Fe_{1.45}$ Laves phase metal hydride을 장입하여 시스템을 구성하고 cycle time, surrounding temperature, 장입 수소량, 수소이동량등의 동작조건을 최적화 한 결과 최대 cooling power가 251 kcal/kg-alloyh의 우수한 성능을 보였다.
The hybrids of zeolite and metal hydride were prepared to improve the absorption properties as media for hydrogen storage. The zeolites which was deposited on the surface by metal hydride vapor showed excellent absorption properties and sodalite was proved to be better than zeolite-A in the reaction velocity and hydrogen storage capacity. This suggests the metal hydride could be used effectively as catalytic active material for enhancing the hydrogen storage in zeolite containing $\alpha$-cages and furthermore the hydrogen molecules have preference tobe occluded in their cavities containing $\alpha$-cages more effectively than that containing a and $\beta$-cages.
The relation between temperature and hydrogen desorption on variation in output was investigated for the metal hydride canister. For this study, an AB$_5$ type alloy were chosen as a hydrogen storage material in the metal hydride canister. And application to the single proton exchange membrane fuel cell was evaluated. As the results, the hydrogen desorption was linearly increased as the temperature was risen. In addition, metal hydride canister heating was able to correspond the variation of load as power request in the PEMFC system.
산업단지에서 손실되는 막대한 폐열을 효율적으로 회수하고 이를 인근의 배후 도시에서 활용하기 위해서는 이에 적합한 열수송기술이 필요하다. 현재 온수나 증기에 의한 열수송은 배관을 통하여 열손실 및 마찰손실 등이 발생하므로 수송거리는 3 내지 5km가 한계이다. 그러나 대부분의 공단이 도시지역에서 10km 이상 떨어져 있으므로 이들 지역에서 발생되는 폐열을 적절히 활용하기 위해서는 새로운 열수송시스템이 개발되어야 한다. 본 연구에서는 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 열수송시스템에 대하여 고찰하였다. 이 시스템에서는 난방의 목적 외에도 수소의 흡수 방출온도가 낮은 합금을 이용하여 냉열을 얻을 수도 있으며, 폐열의 저장수단으로, 또한 수소를 수송함으로서 열수송의 수단으로 활용할 수 있다. 이에 따라 수소저장합금을 이용한 열수송기술의 문제점과 열수송시스템의 구성기술에 대하여도 검토하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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