수소저장합금 수소저장 방출원리 금속재료기술사 서브노트

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Q. 수소저장합금 (Hydrogen storage alloy)의 수소저장 및 방출 원리에 대해서 설명하시오.

Q 수소저장합금에 대해서 설명하시오.

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수소저장합금

수소 원자의 크기는 원자들 중에서 가장 작으므로 금속 원자들이 만드는 틈새 사이로 들어가 금속 원자와 강한 결합을 형성할 수 있다.
이러한 원리를 이용해서 금속 표면에 수소를 흡착시킬 수 있는 합금을 수소 저장 합금이라고 한다.
수소 저장 합금을 이용해서 수소를 저장하면, 무거운 고압 봄베를 사용하거나 극저온에서 액화시키지 않아도 되며, 폭발의 위험이 있는 수소를 저장하고 운반할 수 있다.
흡열 반응과 발열 반응이 일어나는 수소 저장 합금의 성질을 이용하여 냉·난방 장치와 공장의 폐열 회수 시스템을 운용하는 연구도 활발히 추진되고 있다.

 

I. 수소저장합금

1. 수소전기차에 이용되는 수소전지는 수소저장합금의 수소저장 원리를 이용하여 실용되고 있으며, 차세대 대체에너지로 각광받고 있다.

2. 수소는 물을 연료로 하여 태양열이나 태양광과 같은 자연에너지로 분해하여 만들 수 있고 또 연소하면 물이 되므로 무공해 연료라 말할 수 있다.

3. 수소를 저장하거나 수송하는 방법으로 가장 효과적이고 편리한 수단으로 수소저장합금을 이요하는 기술이 개발되어 큰 관심을 끌고 있다.

 

II. 수소 저장/방출 원리

1. 수소가스와 반응하여 금속수소화물이 되고 저장된 수소는 필요에 따라 금속수소화물에서 방출시켜 이용한다.

2. 수소가 방출하면 금속수소화물은 원래의 수소저장합금으로 되돌아가는 원리이다.

3. 수소가스 금속표면에 흡착하여 수소원자가 되고 이것이 금속 내부로 침입 고용한다.

4. 고용체 내의 수소농도가 외부로부터의 수소공급으로 점차 커져서 금속수소화물 반응을 일으킨다.

5. 수소화물 주위의 수소를 제거하거나 이용하면 수소화물은 분해하여 계속해서 수소를 방출한다.

6. 수소저장합금에서 방출된 수소가스는 취발유의 대체 연료로서 자동차나 기타 운수기기로 이용할 수 있다.

7. 수소의 부피를 기체수소 저장용 고압봄배의 약 7분의 1정도로 축소할 수 있어 저장성이 향상된다.

 

III. 수소저장합금의 종류

1. AB5형 : LaNi5, CaCu5 등

2. AB2형 : MgZn2, ZrNi2 등

3. AB형 : TiFe, TiCo 등

4. A2B형 : Mg2Ni, Mg2Cu 등

5. 고용체형 BCC합금 : Ti-V, V-Nb 등

수소저장합금의 기능 (다음에너지)

 

III. 수소저장합금 활용

1. 수소경제에 대한 사회적 관심이 증가하는 가운데 금속을 활용하여 수소를 안전하게 저장하고 운반하는 기술에 대한 특허출원이 활발한 것으로 나타났다.

2. 이는 수소가 미래의 에너지원으로 각광 받음에 따라 수소를 안전하고 효율적으로 활용하기 위한 기업의 관심이 반영된 것으로 풀이된다.

대표적 수소 저장,운반 기술

대표적 수소 저장,운반 기술

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