KR101218353B1 - Manufacturing method for hydrogen storage medium from layered graphene oxide and hydrogen storage medium manufactured from layered graphene oxide - Google Patents

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김정민
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이상문
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한영규
허윤석
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유한영
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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of a hydrogen storage medium from staked graphene oxides, and the hydrogen storage medium are provided to reduce the stacked graphene oxides into stacked graphene by thermal treatment. CONSTITUTION: A manufacturing method of a hydrogen storage medium from stacked graphene oxides includes a process in which the stacked graphene oxides are reduced into stacked graphene by thermal treatment at a temperature between 50 and 250 deg C for 0.5-5 hours. In the thermal treatment, oxygen groups and functional groups containing the oxygen groups are removed from the stacked graphene oxides. The interlayer spacing of the stacked graphene is narrower than the interlayer spacing of the stacked graphene oxides. [Reference numerals] (AA) Hydrogen storage amount(at 90atm, wt%); (BB) Embodiment 4; (CC) Embodiment 5; (DD) Embodiment 6; (EE) Embodiment 7; (FF) Embodiment 8; (GG) Comparative embodiment 2; (HH) Comparative embodiment 3

Description

적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법 및 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체{Manufacturing method for hydrogen storage medium from layered graphene oxide and hydrogen storage medium manufactured from layered graphene oxide}Manufacturing method for hydrogen storage medium from layered graphene oxide and hydrogen storage medium manufactured from layered graphene oxide

본 발명은 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법 및 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 그라핀 산화물로부터 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 제거함으로써 그라핀 산화물을 그라핀으로 환원시킴과 동시에 환원된 그라핀 층간의 간격을 열처리 이전의 그라핀 산화물 층간의 간격보다 좁게 형성시키고, 또한 그라핀 산화물층에 공동(pore)을 형성함으로써 수소저장능력을 향상시킬 수 있는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법 및 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of the laminated structure and to a hydrogen storage medium prepared from the graphene oxide of the laminated structure, and more particularly, to graphene by heat treatment to the graphene oxide of the laminated structure By removing oxygen and oxygen-containing functional groups from the oxide, the graphene oxide is reduced to graphene, and at the same time, the gap between the reduced graphene layers is made narrower than the gap between the graphene oxide layers before heat treatment, and also the graphene oxide The present invention relates to a method for producing a hydrogen storage medium from a graphene oxide having a laminated structure capable of improving hydrogen storage capability by forming a pore in a layer, and a hydrogen storage medium prepared from the graphene oxide having a laminated structure.

산업혁명 이후, 화석연료의 사용은 지속적으로 증가하여 왔고, 이로 인한 환경오염, 지구 온난화 등의 문제가 크게 대두 되고 있다. 현재에는 화석연료를 대체할 수 있는 에너지원에 관한 연구가 다 방면에서 진행되고 있고, 태양열, 지열, 풍력, 해양에너지 등의 자연에너지와 물을 원료로 하는 수소에너지가 화석연료의 대체 에너지원으로 부각되고 있다. 그 중에서도 수소에너지는 지구상에 풍부하게 존재하는 물을 원료로 하고, 어떤 연소과정에서도 용이하게 원래의 수소로 되돌아가기 때문에 이상적인 청정에너지로 부각되고 있다. 수소는 그 상태로 연소시키면 열에너지로, 내연기관을 이용하면 기계에너지로, 또 산소와 반응시켜 전기를 발생하는 연료전지에도 이용할 수 있다. Since the Industrial Revolution, the use of fossil fuels has been steadily increasing, resulting in environmental pollution and global warming. Currently, researches on energy sources that can replace fossil fuels are being conducted in various fields, and natural energy such as solar, geothermal, wind, and marine energy and hydrogen energy based on water are alternative energy sources for fossil fuels. It is emerging. Among them, hydrogen energy is emerging as an ideal clean energy because water is abundantly present on the earth as a raw material and easily returns to the original hydrogen in any combustion process. Hydrogen can be used as a thermal energy when it is burned as it is, as a mechanical energy when an internal combustion engine is used, and as a fuel cell that generates electricity by reacting with oxygen.

그러나 수소는 고밀도로 안전하게 저장하기가 어렵기 때문에 에너지원으로서의 수소의 활용은 크게 제한받고 있는 실정이다. 따라서, 에너지원으로 수소를 활용하기 위해서는 수소저장량을 획기적으로 증대시킬 수 있는 저장재료 및 저장방법에 관한 연구가 선행되어야 한다.However, since hydrogen is difficult to store safely at a high density, the use of hydrogen as an energy source is greatly limited. Therefore, in order to utilize hydrogen as an energy source, research on storage materials and storage methods that can drastically increase the amount of hydrogen storage must be preceded.

현재까지 개발된 수소저장 방법으로는 액체수소저장법, 기체수소저장법, 그리고 수소저장합금의 형태로 저장하는 방법이 있다. 기체수소저장법이나 액체수소저장법은 상온에서 폭발 위험성이 있으며 저장비용이 높다는 단점이 있다. 수소저장합금의 형태로 저장하는 방법은 상온에서 20~40 atm 이하의 압력으로 수소를 안전하게 저장할 수 있지만, 무게가 무겁고 가격이 비싸며 수소저장능력에서도 가솔린이나 디젤보다 떨어진다는 문제점이 있다.Hydrogen storage methods developed to date include liquid hydrogen storage, gas hydrogen storage, and hydrogen storage alloys. Gas hydrogen storage and liquid hydrogen storage have the disadvantages of explosion risk at room temperature and high storage costs. The storage method in the form of a hydrogen storage alloy can safely store hydrogen at a pressure of 20-40 atm or less at room temperature, but has a problem in that it is heavy, expensive, and inferior to gasoline or diesel in hydrogen storage capacity.

상기와 같은 문제점으로 인해 탄소재료를 이용한 수소저장 방법이 시도되기 시작하였다. 탄소재료는 단일의 원소로 구성되어 있음에도 불구하고, 결합의 형태가 다양하며, 화학적 안정성, 우수한 전기 및 열전도성, 고강도, 고탄성율, 생체친화성 등의 특성을 가진 우수한 재료이다. 또한 탄소재료는 경량이며 자원량이 풍부하다는 장점도 지니고 있다. 탄소재료 중에서도 탄소나노튜브를 수소저장매체로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 탄소나노튜브를 수소저장매체로 활용하기 위하여 현재까지 알려진 기술은 수소저장능력이 기대치보다 미흡하고, 수소 저장율의 편차가 심하며, 재현성 있는 저장율을 확보하기가 어렵다는 문제가 있다.
Due to the above problems, a hydrogen storage method using a carbon material has been attempted. Although the carbon material is composed of a single element, it is a good material having various forms of bonding and having properties such as chemical stability, excellent electrical and thermal conductivity, high strength, high elastic modulus, and biocompatibility. Carbon materials also have the advantage of being lightweight and resource-rich. Among the carbon materials, research is being actively conducted to utilize carbon nanotubes as a hydrogen storage medium. The technology known to utilize carbon nanotubes as a hydrogen storage medium has a hydrogen storage capacity that is less than expected, There is a problem that the deviation is severe, it is difficult to secure a reproducible storage rate.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수소저장능력이 우수하면서도 간단한 공정에 의하여 구현할 수 있는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법 및 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been made to solve the above problems, a method of producing a hydrogen storage medium from a graphene oxide of a laminated structure that can be implemented by a simple process with excellent hydrogen storage capacity and prepared from the graphene oxide of a laminated structure It is an object of the present invention to provide a hydrogen storage medium.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법 및 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체를 제공하는데, 본 발명의 일례에 의한 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법은,In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of the laminated structure and a hydrogen storage medium prepared from the graphene oxide of the laminated structure, Method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide,

적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 그라핀 산화물로부터 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 제거함으로써 적층구조의 그라핀 산화물을 적층구조의 그라핀으로 환원시킴과 동시에 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격을 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁게 형성시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.The heat treatment is performed on the graphene oxide of the laminated structure to remove oxygen and oxygen-containing functional groups from the graphene oxide, thereby reducing the graphene oxide of the laminated structure to the graphene of the laminated structure and simultaneously reducing the graphene of the laminated structure. Forming an interlayer spacing narrower than an interlayer spacing of graphene oxide of a laminated structure before heat treatment.

상기 열처리는 50 내지 250℃의 온도범위에서 0.5 내지 5시간 동안 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 6 내지 7Å인 것이 바람직하다.The heat treatment is preferably made for 0.5 to 5 hours in the temperature range of 50 to 250 ℃, the interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure is preferably 6 to 7 6.

본 발명의 다른 예에 의한 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법은,Method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of the laminated structure according to another embodiment of the present invention,

(1) 적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 그라핀 산화물로부터 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 제거함으로써 적층구조의 그라핀 산화물을 적층구조의 그라핀으로 환원시킴과 동시에 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격을 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁게 형성시키는 제1단계; 및 (1) The graphene oxide of the laminated structure is heat-treated to remove oxygen and oxygen-containing functional groups from the graphene oxide, thereby reducing the graphene oxide of the laminated structure to the graphene of the laminated structure and simultaneously reducing the A first step of forming an interlayer gap of graphene to be narrower than an interlayer gap of graphene oxide of a laminated structure before heat treatment; And

(2) 상기 제1단계의 과정을 거쳐 형성된 상기 환원된 적층구조의 그라핀에 열처리를 하여 상기 제1단계의 과정에서 제거되지 않은 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 추가적으로 제거함과 동시에 상기 환원된 적층구조의 그라핀에 공동(pore)을 형성시키는 제2단계;를 포함하여 이루어진다.(2) heat-treating the graphene of the reduced laminated structure formed through the process of the first step to further remove the functional group containing oxygen and oxygen not removed in the process of the first step and at the same time And a second step of forming a pore in the graphene of the stacked structure.

상기 제1단계에서 이루어지는 열처리는 50 내지 250℃의 온도범위에서, 0.5 내지 5시간 동안 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 제2단계에서 이루어지는 열처리는 250 내지 750℃의 온도범위에서 0.5 내지 5시간 동안 이루어지는 것이 바람직하다.The heat treatment made in the first step is preferably made for 0.5 to 5 hours in the temperature range of 50 to 250 ℃, the heat treatment made in the second step is made for 0.5 to 5 hours in the temperature range of 250 to 750 ℃ desirable.

상기 제2단계를 통하여 공동이 형성된 적층구조의 환원된 그라핀은, 상기 제1단계의 과정을 거쳐 형성된 환원된 적층구조의 그라핀 중량의 70 내지 95%의 중량을 갖는 것이 바람직하다.The reduced graphene of the laminated structure in which the cavity is formed through the second step, preferably has a weight of 70 to 95% of the graphene weight of the reduced laminated structure formed through the process of the first step.

또한 본 발명은 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체를 제공하는데, 본 발명의 일례에 의한 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체는,In addition, the present invention provides a hydrogen storage medium prepared from the graphene oxide of the laminated structure, the hydrogen storage medium prepared from the graphene oxide of the laminated structure according to an example of the present invention,

적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 환원시킨 적층구조의 그라핀으로서, 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁은 것을 특징으로 하며, 상기 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 6 내지 7Å인 것이 바람직하다.The graphene of the laminated structure is reduced by heat treatment to the graphene oxide of the laminated structure, the interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure is characterized in that it is narrower than the interlayer spacing of the graphene oxide of the laminated structure before the heat treatment, The interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure is preferably 6 to 7 mm 3.

또한 환원된 적층구조의 그라핀에는 공동(pore)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that pores are formed in the graphene of the reduced laminated structure.

상술한 본 발명에 의할 경우, 간단한 공정에 의하여 제조가 가능하면서도, 수소저장능력이 우수한 수소저장매체를 얻을 수 있게 된다.
According to the present invention described above, it is possible to manufacture by a simple process, it is possible to obtain a hydrogen storage medium excellent in hydrogen storage capacity.

도 1은 본 발명의 일례에 의하여 제조되는 적층구조의 그라핀의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 그라핀 산화물의 전자현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 적층구조의 그라핀 및 비교예에 따른 적층구조의 그라핀 산화물의 수소저장량 측정결과를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 적층구조의 그라핀의 수소저장량 측정결과를 도시한 그래프이다.1 is a view for explaining the structure of the graphene of the laminated structure produced by an example of the present invention.
2 is an electron micrograph of graphene oxide.
3 is a graph showing the hydrogen storage amount measurement results of the graphene of the laminated structure according to the embodiment of the present invention and the graphene oxide of the laminated structure according to the comparative example.
4 is a graph showing a result of measuring the hydrogen storage amount of the graphene of the laminated structure according to the embodiment and the comparative example of the present invention.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

그라핀(graphene)은 탄소 원자가 육각형으로 결합해 벌집 형태를 이루는 구조를 가지고 있으며, 그라핀을 이루는 탄소 원자 하나하나는 이웃한 탄소와 전자 한 쌍 반을 공유하며 결합하고 있다.Graphene has a structure in which carbon atoms are bonded in a hexagon to form a honeycomb, and each carbon atom of graphene shares a pair of electrons with a neighboring carbon.

그라핀은 충격에 강하며, 강도 및 신축성이 좋고, 전자 이동속도가 빠르며, 전기 전도도 또한 우수하다. 이외에도 그라핀은 많은 장점을 가지고 있으며, 따라서 이의 응용에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다. Graphene is shock-resistant, has good strength and elasticity, fast electron transfer speed, and excellent electrical conductivity. In addition, graphene has many advantages, and thus, much research is being conducted on its application.

현재까지 알려진 그라핀의 제조방법은 4가지로 요약할 수 있는데, 일명 셀로판테이프법, 금속 표면에 메탄과 수소를 흘려서 그라핀을 제조하는 화학증착법, 실리콘 카바이드를 한층 한층 쌓아올려 만드는 에피택셜(Epitaxial)법, 산화-환원 반응을 이용한 화학적 방법이 그것이다. 이중에서 흑연의 화학반응을 이용한 화학적 방법이 주로 이용되고 있다. Known graphene production methods can be summarized into four types, namely the cellophane tape method, chemical vapor deposition method of producing graphene by flowing methane and hydrogen on the metal surface, and epitaxial (silicon carbide) by further stacking silicon carbide. ), And a chemical method using an oxidation-reduction reaction. Among them, a chemical method using a chemical reaction of graphite is mainly used.

화학적으로 그라핀을 생산하기 위해서는 우선 흑연을 강산 처리하여 산화시킨다. 탄소와 산이 반응하면 하이드록시기, 에폭사이드기, 카르복실기, 락톨기 등 탄소에 산소 기능기가 함유된 그라핀 산화물(graphene oxide)이 생성된다. 그라핀 산화물은 산소 기능기 때문에 수용액에 분산이 잘 되는데, 이를 원하는 곳에 붙이거나 원하는 패턴으로 변형시킨 후에 환원제를 이용하여 산소를 떼어내면 그라핀을 제조할 수 있다. 화학적 방법은 적용이 간편하고, 대량생산에 유리하지만 환원제를 처리하는 과정에서 완전한 환원이 이루어지지 않을 수도 있으며, 이를 해결하기 위하여 황화수소, 하이드라진, 하이드로퀴논, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 알루미늄 분말 등 다양한 환원제를 사용한 연구가 진행중이다. In order to produce graphene chemically, graphite is first treated with strong acid and oxidized. When carbon and an acid react, a graphene oxide containing oxygen functional groups in carbon, such as a hydroxyl group, an epoxide group, a carboxyl group, and a lactol group, is formed. Graphene oxide is well dispersed in an aqueous solution because of the oxygen function, it can be attached to a desired place or transformed into a desired pattern and then to remove the oxygen using a reducing agent to produce graphene. The chemical method is easy to apply and is advantageous for mass production, but it may not be fully reduced in the process of reducing agent.To solve this problem, various reducing agents such as hydrogen sulfide, hydrazine, hydroquinone, sodium hydroxide, potassium hydroxide, aluminum powder, etc. Research using is ongoing.

본 발명은 상기 화학적 방법에서 제조되는 그라핀 산화물을 다층 구조로 적층시키고, 여기에 열처리를 하여 환원된 적층구조의 그라핀을 수소저장매체로 이용한다. In the present invention, the graphene oxide prepared in the above chemical method is laminated in a multilayer structure, and the graphene of the laminated structure reduced by heat treatment is used as a hydrogen storage medium.

즉, 본 발명의 일례에 따른 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법은, 적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 그라핀 산화물로부터 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 제거함으로써 적층구조의 그라핀 산화물을 적층구조의 그라핀으로 환원시킴과 동시에 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격을 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁게 형성시키는 단계;를 포함하여 이루어진다. That is, the method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of the laminated structure according to an example of the present invention, by laminating the graphene oxide of the laminated structure by removing the functional group containing oxygen and oxygen from the graphene oxide Reducing the graphene oxide of the structure to the graphene of the laminated structure and simultaneously forming the interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure to be narrower than the interlayer spacing of the graphene oxide of the laminated structure before heat treatment.

그라핀 산화물의 제조는 전술한 화학적 방법에 의하여 이루어지며, 그라핀 산화물을 적층시키는 과정은 그라핀 산화물을 수용액에 분산시킨 상태에서 이루어진다. 상기 그라핀 산화물의 제조 및 그라핀 산화물을 적층시키는 과정 자체는 공지의 기술이므로 이의 상세한 설명은 생략한다.The graphene oxide is produced by the above-described chemical method, and the lamination of the graphene oxide is performed in a state in which the graphene oxide is dispersed in an aqueous solution. Since the production of the graphene oxide and the process of laminating the graphene oxide itself are well known techniques, detailed description thereof will be omitted.

상기 방법에 의하여 제조된 적층구조의 그라핀은 수소저장매체로 이용된다. 따라서 상기 적층구조의 그라핀 산화물은 최소 2층의 그라핀 산화물이 적층된 구조이며, 목적하는 바에 따라 2층을 초과하는 다층의 그라핀 산화물이 적층된 구조를 가질 수 있다. Graphene having a laminated structure prepared by the above method is used as a hydrogen storage medium. Therefore, the graphene oxide of the laminated structure is a structure in which at least two layers of graphene oxide are stacked, and may have a structure in which more than two layers of graphene oxide are stacked as desired.

환원되지 않은 적층된 그라핀 산화물은 약 8 내지 12Å의 층간 간격을 가진다. 또한 환원되지 않은 적층된 그라핀 산화물의 표면 및 그라핀 산화물층과 그라핀 산화물층 사이에는 산소 및 하이드록시기, 에폭사이드기, 카르복실기, 락톨기 등의 산소를 포함하고 있는 기능기가 붙어있게 된다. 본 발명은 그라핀 산화물의 환원을 열처리에 의하여 달성한다. 즉 적층구조의 그라핀 산화물을 50 내지 250℃의 온도범위에서 0.5 내지 5시간 동안 열처리를 하여, 그라핀 산화물로부터 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 제거함으로써 적층구조의 그라핀 산화물을 적층구조의 그라핀으로 환원시키게 된다. 이러한 과정을 통하여 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁아지게 된다. The unreduced stacked graphene oxide has an interlayer spacing of about 8-12 GPa. In addition, oxygen and functional groups containing oxygen such as hydroxyl groups, epoxide groups, carboxyl groups, and lactol groups are attached to the surface of the graphene oxide that is not reduced and between the graphene oxide layer and the graphene oxide layer. The present invention achieves reduction of graphene oxide by heat treatment. That is, the graphene oxide of the laminated structure is heat-treated at a temperature range of 50 to 250 ° C. for 0.5 to 5 hours to remove the functional groups containing oxygen and oxygen from the graphene oxide to form the graphene oxide of the laminated structure. Reduced to graphene. Through this process, the interlayer spacing of the graphene of the laminated structure reduced is narrower than the interlayer spacing of graphene oxide of the laminate before heat treatment.

상기 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 6 내지 7Å 범위에 있게끔 조절되는 것이 바람직하다. 탄소재료에 수소가 저장되는 과정은 물리적 흡착으로 간주되는데, 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격이 상기 하한치 미만일 경우에는 수소의 출입과 이동이 제한을 받을 우려가 있으며, 그라핀의 층간 간격이 상기 상한치를 초과하는 경우에는 수소의 저장효율이 떨어질 우려가 있게 된다. The interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure is preferably adjusted to be in the range of 6 to 7 kPa. The process of storing hydrogen in the carbon material is regarded as physical adsorption. When the interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure is less than the lower limit, there is a possibility that hydrogen is restricted from entering and moving. If the upper limit is exceeded, there is a fear that the storage efficiency of hydrogen is lowered.

상기 열처리 온도 및 열처리 시간이 하한치 미만일 경우에는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기의 제거가 미흡하여 남아있는 산소 및 산소를 포함하는 기능기 및 넓은 층간 간격으로 인하여 수소저장 효율이 저하될 우려가 있으며, 열처리 온도 및 열처리 시간이 상한치를 초과하는 경우에는 층간 간격이 좁아져 수소의 출입 및 이동이 용이하지 않을 우려가 있어 바람직하지 않다.
When the heat treatment temperature and the heat treatment time are less than the lower limit, hydrogen storage is prevented due to insufficient removal of functional groups including oxygen and oxygen from the graphene oxide of the stacked structure due to the remaining functional groups including oxygen and oxygen and wide interlayer spacing. If the heat treatment temperature and the heat treatment time exceed the upper limit, there is a possibility that the interval between the layers becomes narrow and the entry and movement of hydrogen may not be easy, which is not preferable.

또한 본 발명의 다른 예에 의한 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법은,In addition, a method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of the laminated structure according to another embodiment of the present invention,

(1) 적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 그라핀 산화물로부터 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 제거함으로써 적층구조의 그라핀 산화물을 적층구조의 그라핀으로 환원시킴과 동시에 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격을 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁게 형성시키는 제1단계;(1) The graphene oxide of the laminated structure is heat-treated to remove oxygen and oxygen-containing functional groups from the graphene oxide, thereby reducing the graphene oxide of the laminated structure to the graphene of the laminated structure and simultaneously reducing the A first step of forming an interlayer gap of graphene to be narrower than an interlayer gap of graphene oxide of a laminated structure before heat treatment;

(2) 상기 제1단계의 과정을 거쳐 형성된 상기 환원된 적층구조의 그라핀에 열처리를 하여 상기 제1단계의 과정에서 제거되지 않은 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 추가적으로 제거함과 동시에 상기 환원된 적층구조의 그라핀에 공동(pore)을 형성시키는 제2단계;를 포함하여 이루어진다. (2) heat-treating the graphene of the reduced laminated structure formed through the process of the first step to further remove the functional group containing oxygen and oxygen not removed in the process of the first step and at the same time And a second step of forming a pore in the graphene of the stacked structure.

즉, 본 예에 의한 제조방법은 2단계의 열처리를 수행하게 된다. 상기 제1단계는 전술한 본 발명의 일례에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다. That is, the manufacturing method according to the present example is to perform a two-step heat treatment. Since the first step is the same as described in the above-described example of the present invention, description thereof is omitted here.

상기 제2단계에서는 상기 제1단계를 통하여 환원된 적층구조의 그라핀을 열처리하여 환원된 적층구조의 그라핀에 남아 있는 산소 및 산소를 포함하는 기능기를 추가적으로 제거함과 동시에 공동(pore)을 형성시키게 된다. 도 1에 상기 제2단계에 의한 열처리를 통하여 공동이 형성되는 것을 설명하기 위한 3층으로 적층된 그라핀의 구조를 도시하였다. 상기 도 1에서 (a)는 제2단계에 의한 열처리 이전의 3층으로 적층된 그라핀 구조이며, (b)는 제2단계에 의한 열처리 이후의 3층으로 적층된 그라핀 구조를 나타낸다. 즉, 도 1에 도시된 것과 같이 상기 제2단계에서는 환원된 적층구조의 그라핀에 인위적인 손상을 줌으로써 탄소결합을 끊어 공동을 형성하게 된다. 생성된 공동은 수소의 이동 통로로 활용된다. 즉, 수소저장 과정에서 환원된 적층구조의 그라핀층과 그라핀층 사이로 수소가 출입함과 동시에 생성된 공동을 통하여도 수소의 출입이 이루어지게 된다. In the second step, the graphene of the laminated structure reduced through the first step is heat-treated to further remove oxygen and oxygen-containing functional groups remaining in the graphene of the reduced laminated structure and to form a pore. do. 1 shows a structure of graphene stacked in three layers for explaining that the cavity is formed through the heat treatment according to the second step. In Figure 1 (a) is a graphene structure laminated in three layers before the heat treatment in the second step, (b) shows a graphene structure laminated in three layers after the heat treatment in the second step. That is, as shown in FIG. 1, in the second step, carbon bonds are formed by breaking carbon bonds by artificially damaging the graphene of the reduced laminated structure. The generated cavity is used as a passage for hydrogen. That is, hydrogen is introduced and exited through the cavity generated at the same time as hydrogen passes in and out between the graphene layer and the graphene layer of the laminated structure reduced in the hydrogen storage process.

상기 제2단계에서 이루어지는 열처리는 250 내지 750℃의 온도범위에서 0.5 내지 5시간 동안 이루어지는 것이 바람직하다. 열처리 온도 및 시간이 상기 하한치 미만일 경우에는 환원된 적층구조의 그라핀에 공동이 형성되지 않을 우려와 더불어 공동이 형성되더라도 크기가 작아 형성된 공동을 통한 수소의 출입 및 이동이 원활하지 않을 우려가 있고, 열처리 온도 및 시간이 상기 상한치를 초과하는 경우에는 과도한 공동의 형성으로 인하여 그라핀의 구조가 무너질 우려와 더불어 수소가 흡착될 탄소원자의 과도한 감소로 인하여 수소저장 효율이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.  The heat treatment performed in the second step is preferably made for 0.5 to 5 hours in the temperature range of 250 to 750 ℃. If the heat treatment temperature and time is less than the lower limit, there is a concern that the cavity is not formed in the graphene of the reduced laminated structure, and even if the cavity is formed, there is a fear that the entry and movement of hydrogen through the formed cavity is not smooth, If the heat treatment temperature and time exceeds the upper limit, the structure of the graphene may collapse due to the formation of excessive cavities, and the hydrogen storage efficiency may be deteriorated due to excessive reduction of carbon atoms to which hydrogen is adsorbed.

즉, 상기 제2단계를 통하여 공동이 형성된 적층구조의 환원된 그라핀은, 상기 제1단계의 과정을 거쳐 형성된 환원된 적층구조의 그라핀 중량의 70 내지 95%의 중량을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 제1단계의 열처리를 하여 환원된 적층구조의 그라핀 중량의 5 내지 30%를 손상시켜 공동을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제2단계를 통하여 공동이 형성된 적층구조의 환원된 그라핀이 상기 제1단계의 과정을 거쳐 형성된 환원된 적층구조의 그라핀 중량의 70% 미만의 중량을 가질 경우에는 과도한 공동의 형성으로 인하여 그라핀의 구조가 무너질 우려와 더불어 수소가 흡착될 탄소원자의 과도한 감소 및 형성된 공동의 크기가 과도하여 수소저장 효율이 저하될 우려가 있으며, 95%를 초과하는 중량을 가질 경우에는 형성되는 공동이 부족하여 공동을 통한 수소의 출입 효과가 미흡할 우려가 있어 바람직하지 않다. That is, the reduced graphene of the laminated structure in which the cavity is formed through the second step, preferably has a weight of 70 to 95% of the graphene weight of the reduced laminated structure formed through the first step. That is, it is preferable to form a cavity by damaging 5 to 30% of the graphene weight of the reduced laminated structure by performing the first heat treatment. When the reduced graphene of the laminated structure in which the cavity is formed through the second step has a weight less than 70% of the graphene weight of the reduced laminated structure formed through the process of the first step, due to excessive formation of the cavity There is a concern that the structure of the graphene may collapse, the excessive reduction of carbon atoms to be adsorbed by hydrogen, and the size of the formed cavity may be excessive, thereby degrading hydrogen storage efficiency. If the weight exceeds 95%, the voids may be insufficient. Therefore, the effect of entering and exiting hydrogen through the cavity may be insufficient, which is not preferable.

또한 본 발명은 상술한 제조방법에 의한 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체를 제공한다. The present invention also provides a hydrogen storage medium prepared from the graphene oxide of the laminated structure by the above-described manufacturing method.

즉, 본 발명의 일례에 따른 수소저장매체는, 적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 환원시킨 적층구조의 그라핀으로서, 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁은 것을 특징으로 하며, 상기 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 6 내지 7Å인 것이 바람직하다.That is, the hydrogen storage medium according to an example of the present invention is a graphene of a laminated structure reduced by heat treatment to a graphene oxide of a laminated structure, the interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure is the graph of the laminated structure before heat treatment Characterized in that it is narrower than the interlayer spacing of the fin oxide, the interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure is preferably 6 to 7Å.

또한 환원된 적층구조의 그라핀에는 공동(pore)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that pores are formed in the graphene of the reduced laminated structure.

이하 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Test Examples.

적층구조의 Laminated structure 그라핀Graphene 산화물의 제조 Manufacture of oxides

그라핀 산화물은 450 나노미터 크기의 흑연을 사용하여 Hummers가 제안한 방법을 변형하여 제조하였다. 즉, 과황산칼륨(K2S2O8, 10g) 및 오산화인(P2O5, 10g)을 황산 100ml 용해시킨 후, 여기에 흑연(12g)을 1 시간 동안 담지시킨 후, 이를 증류수로 세척하여 상온에서 건조시켰다. 다음으로 상기 흑연을 과망간산칼륨(KMnO4, 60g) 및 과산화수소(H2O2, 50ml)를 가한 황산 200ml에 물 2ℓ를 가한 용액과 2시간 동안 반응시켰다. 상기의 과정을 통하여 제조된 그라핀 산화물은 10% 염산과 증류수를 이용하여 충분히 세척하고 상온에서 5 일간 건조시켰다.Graphene oxide was prepared by modifying the method proposed by Hummers using 450 nanometer graphite. That is, after dissolving potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 , 10 g) and phosphorus pentoxide (P 2 O 5 , 10 g) in 100 ml of sulfuric acid, graphite (12 g) was loaded therein for 1 hour, and then distilled water Washed and dried at room temperature. Next, the graphite was reacted with a solution in which 2 L of water was added to 200 ml of sulfuric acid to which potassium permanganate (KMnO 4 , 60 g) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 , 50 ml) was added for 2 hours. The graphene oxide prepared through the above process was sufficiently washed with 10% hydrochloric acid and distilled water and dried at room temperature for 5 days.

상기와 같은 과정에 의하여 제조된 그라핀 산화물의 전자현미경 사진을 도 2에 나타내었다. An electron micrograph of the graphene oxide prepared by the above process is shown in FIG. 2.

상기의 과정을 통하여 제조된 그라핀 산화물은 다층으로 적층된 구조를 가지며, 그라핀 산화물의 층간 간격은 8 내지 8.5Å 이었고, 평균 층간 간격은 8.2Å 이었다. The graphene oxide prepared by the above process has a structure laminated in multiple layers, the interlayer spacing of the graphene oxide was 8 to 8.5 Å, and the average interlayer spacing was 8.2 Å.

상기 그라핀의 제조과정에서 원심분리를 통하여 그라핀의 무게별로 분리하였다. 즉, 원재료인 흑연의 크기가 일정하므로 무게별로 분리된 그라핀 산화물은 각 무게별로 유사한 적층구조를 가지게 된다. 이하의 실시예에서는 원심분리를 통하여 무게비가 중간에 위치한 그라핀 산화물 4g을 대상으로 실험을 진행하였다. In the manufacturing process of the graphene was separated by the weight of the graphene through centrifugation. That is, since the size of the graphite as a raw material is constant, the graphene oxide separated by weight has a similar lamination structure for each weight. In the following examples, the experiment was conducted on 4 g of graphene oxide having a weight ratio in the middle by centrifugation.

또한 재현성 있는 결과를 얻기 위하여 상기의 과정을 반복하여 충분한 그라핀 산화물을 확보하여 실험을 진행하였다.
In addition, in order to obtain reproducible results, the above process was repeated to secure sufficient graphene oxide to conduct experiments.

환원된 적층구조의 Reduced laminated structure 그라핀의Graphene 제조 Produce

상기의 과정을 통하여 제조된 그라핀 산화물에 열처리를 하여 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기가 제거된 적층된 그라핀을 제조하였다. 즉, 본 발명에서는 환원제를 사용하던 기존과 달리 열처리를 통하여 그라핀 산화물을 그라핀으로 환원시켰다. 열처리는 질소가스를 10㎖/min의 속도로 공급하면서 이루어졌으며, 구체적인 온도 및 시간 조건을 하기의 표 1에 나타내었다. 또한 제조된 적층구조의 그라핀의 평균 층간 간격을 측정하여 표 1에 함께 나타내었다. 그라핀의 층간 간격은 XRD를 이용하여 d-space를 계산함으로서 측정하였다.
The graphene oxide prepared by the above process was heat-treated to prepare laminated graphene from which oxygen and oxygen-containing functional groups were removed. That is, in the present invention, the graphene oxide is reduced to graphene through heat treatment, unlike the conventional use of the reducing agent. The heat treatment was performed while supplying nitrogen gas at a rate of 10 ml / min, and specific temperature and time conditions are shown in Table 1 below. In addition, the average interlayer spacing of the graphene of the laminated structure was measured and shown in Table 1. The interlayer spacing of graphene was measured by calculating the d-space using XRD.

Figure 112011064075930-pat00001
Figure 112011064075930-pat00001

상기 표 1의 결과에서 확인할 수 있듯이 본 발명의 실시예의 경우, 열처리를 하지 않은 그라핀 산화물(평균 층간 간격 : 8.2Å)에 비하여 층간간격이 좁아짐을 확인할 수 있었고, 열처리 온도가 높아질수록 층간 간격이 더욱 좁아짐을 알 수 있었다. 이는 열처리를 통하여 그라핀 산화물에 결합되어 있던 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기가 제거됨에 의한 결과로 해석된다.
As can be seen from the results of Table 1, in the embodiment of the present invention, it was confirmed that the interlayer spacing was narrowed as compared with the graphene oxide (average interlayer spacing: 8.2 kPa), which was not heat treated. It became clearer. This is interpreted as a result of removing the oxygen and the functional group containing the oxygen bound to the graphene oxide through heat treatment.

수소저장능력 측정Hydrogen storage capacity measurement

상기 실시예 1 내지 5에 의하여 제조된 적층구조의 그라핀이 수소저장매체로 유용한지 확인하기 위하여 수소저장량을 측정하여 이를 하기의 표 2 및 도 3에 나타내었으며, 열처리 이전의 적층된 그라핀 산화물을 비교예로 하였다. In order to confirm whether the graphene of the laminated structure prepared by Examples 1 to 5 is useful as a hydrogen storage medium, hydrogen storage was measured and shown in Table 2 and FIG. 3 below. Was taken as a comparative example.

수소 저장량의 측정은 computer controlled commercial pressure-composition isotherm(PCT)를 이용하여 99.9999% 수소 가스를 사용하여 90 기압까지 부피법으로 측정하였고, PCT 장비는 LaNi5 와 activated carbon을 사용하여 상온과 77K 의 온도에서 보정하여 사용하였다.
Hydrogen storage was measured by volume control up to 90 atm using 99.9999% hydrogen gas using computer controlled commercial pressure-composition isotherm (PCT), and PCT equipment was measured at room temperature and 77K temperature using LaNi 5 and activated carbon. Used to calibrate at.

Figure 112011064075930-pat00002
Figure 112011064075930-pat00002

상기 표 2 및 도 3에서 알 수 있듯이 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 적층구조의 그라핀은 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물에 비하여 층간간격이 좁고, 수소저장량이 월등히 향상됨을 확인할 수 있었다.
As can be seen in Table 2 and Figure 3, the graphene of the laminated structure prepared by the embodiment of the present invention was confirmed that the interlayer spacing is narrower than the graphene oxide of the laminated structure before heat treatment, the hydrogen storage amount is significantly improved. .

공동(public( porepore )이 형성된 적층구조의 ) Of laminated structure 그라핀의Graphene 제조 Produce

상기 실시예 4에 의한 환원된 적층구조의 그라핀에 추가적인 열처리를 하여 공동이 형성된 적층구조의 그라핀을 제조하였다. 열처리 온도 및 시간은 하기의 표3에 나타내었으며, 본 단계의 열처리 이전과 이후의 그라핀의 평균중량을 측정하여 표 3에 함께 나타내었다. 상기 실시예 4의 과정을 통하여 제조된 적층된 그라핀의 평균 중량은 상기 실시예 4를 제조하기 위한 열처리 이전의 그라핀 산화물 중량의 71% 이었으며, 하기의 표에 기재된 평균 중량은 상기 실시예 4에 의한 적층된 그라핀의 중량을 100으로 한 중량비를 나타낸다.
Further heat treatment was performed on the graphene of the reduced laminated structure according to Example 4 to prepare a graphene of the laminated structure in which the cavity was formed. The heat treatment temperature and time are shown in Table 3 below, and the average weight of the graphene before and after the heat treatment of this step was measured and shown in Table 3 together. The average weight of the stacked graphene prepared through the process of Example 4 was 71% of the graphene oxide weight before heat treatment to prepare Example 4, the average weight shown in the table below is Example 4 The weight ratio which made the weight of the graphene laminated | stacked by 100 is shown.

Figure 112011064075930-pat00003
Figure 112011064075930-pat00003

수소저장능력 측정Hydrogen storage capacity measurement

상기 실시예 5 내지 8에 의하여 제조된 공동이 형성된 적층구조의 그라핀이 수소저장매체로 유용한지 확인하기 위하여 수소저장량을 측정하여 이를 하기의 표 4 및 도 4에 나타내었다. 수소저장량은 상기 실시예 1 내지 3의 경우와 동일한 방식에 의하여 측정하였으며, 또한 상기 비교예 2 및 3에 의하여 제조된 적층구조의 그라핀의 수조저장량을 측정하여 함께 나타내었다.
In order to determine whether the graphene of the laminated structure having the cavity prepared by Examples 5 to 8 is useful as a hydrogen storage medium, the hydrogen storage amount was measured and shown in Table 4 and FIG. 4. Hydrogen storage amount was measured by the same method as in the case of Examples 1 to 3, and also shown together by measuring the tank storage amount of the graphene of the laminated structure prepared by Comparative Examples 2 and 3.

Figure 112011064075930-pat00004
Figure 112011064075930-pat00004

상기 표 4 및 도 4에서 알 수 있듯이 추가적인 열처리에 의하여 공동이 형성된 실시예 5 내지 8에 의한 적층구조의 그라핀은 공동을 형성하기 위한 열처리를 하지 않은 실시예 4에 의한 적층구조의 그라핀에 비하여 모두 수소저장량이 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한 비교예 2 내지 3의 경우 실시예 4 내지 7에 비하여 수소저장량이 현저히 떨어짐을 확인할 수 있었는데, 이는 과도한 열처리로 인하여 수소가 흡착될 탄소가 그라핀 구조에서 과도하게 떨어져 나간 것에 기인하며, 이는 평균중량의 감소로부터도 확인할 수 있었다.
As can be seen in Table 4 and FIG. 4, the graphene of the laminated structure according to Examples 5 to 8, in which the cavity was formed by additional heat treatment, was applied to the graphene of the laminated structure according to Example 4, which was not subjected to heat treatment to form the cavity. Compared with all, the hydrogen storage amount was confirmed to be improved. In addition, in the case of Comparative Examples 2 to 3 it was confirmed that the hydrogen storage amount is significantly reduced compared to Examples 4 to 7, which is due to the excessive drop of carbon from the graphene structure to the hydrogen adsorbed due to excessive heat treatment, which is an average It was also confirmed from the reduction in weight.

본 발명은 상기한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 이와 균등한 것들에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지는 않는다.Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, different embodiments may be configured within the spirit and scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is defined by the appended claims and equivalents thereof, and is not limited by the specific embodiments described herein.

Claims (15)

적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 그라핀 산화물로부터 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 제거함으로써 적층구조의 그라핀 산화물을 적층구조의 그라핀으로 환원시킴과 동시에 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격을 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁게 형성시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법.
The heat treatment is performed on the graphene oxide of the laminated structure to remove oxygen and oxygen-containing functional groups from the graphene oxide, thereby reducing the graphene oxide of the laminated structure to the graphene of the laminated structure and simultaneously reducing the graphene of the laminated structure. Forming the interlayer spacing narrower than the interlayer spacing of the graphene oxide of the laminated structure before the heat treatment; Method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of the laminated structure comprising a.
제1항에 있어서,
상기 열처리는 50 내지 250℃의 온도범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법.
The method of claim 1,
The heat treatment is a method for producing a hydrogen storage medium from a graphene oxide of a laminated structure, characterized in that the temperature range of 50 to 250 ℃.
제1항에 있어서,
상기 열처리는 0.5 내지 5시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법.
The method of claim 1,
The heat treatment is a method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of the laminated structure, characterized in that made for 0.5 to 5 hours.
제1항에 있어서,
상기 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 6 내지 7Å인 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법.
The method of claim 1,
The method of manufacturing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of the laminated structure characterized in that the interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure is 6 to 7Å.
(1) 적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 그라핀 산화물로부터 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 제거함으로써 적층구조의 그라핀 산화물을 적층구조의 그라핀으로 환원시킴과 동시에 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격을 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁게 형성시키는 제1단계;
(2) 상기 제1단계의 과정을 거쳐 형성된 상기 환원된 적층구조의 그라핀에 열처리를 하여 상기 제1단계의 과정에서 제거되지 않은 산소 및 산소를 포함하고 있는 기능기를 추가적으로 제거함과 동시에 상기 환원된 적층구조의 그라핀에 공동(pore)을 형성시키는 제2단계;를 포함하여 이루어지는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법.
(1) The graphene oxide of the laminated structure is heat-treated to remove oxygen and oxygen-containing functional groups from the graphene oxide, thereby reducing the graphene oxide of the laminated structure to the graphene of the laminated structure and simultaneously reducing the A first step of forming an interlayer gap of graphene to be narrower than an interlayer gap of graphene oxide of a laminated structure before heat treatment;
(2) heat-treating the graphene of the reduced laminated structure formed through the process of the first step to further remove the functional group containing oxygen and oxygen not removed in the process of the first step and at the same time Forming a cavity in the graphene of the laminated structure; a method of manufacturing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of the laminated structure comprising a.
제5항에 있어서,
상기 제1단계에서 이루어지는 열처리는 100 내지 250℃의 온도범위에서, 0.5 내지 5시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법.
The method of claim 5,
The heat treatment in the first step is a method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of the laminated structure, characterized in that made for 0.5 to 5 hours in a temperature range of 100 to 250 ℃.
제5항에 있어서,
상기 제2단계에서 이루어지는 열처리는 250 내지 750℃의 온도범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법.
The method of claim 5,
The heat treatment performed in the second step is a method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of a laminated structure, characterized in that the temperature range of 250 to 750 ℃.
제5항에 있어서,
상기 제2단계에서 이루어지는 열처리는 0.5 내지 5시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법.
The method of claim 5,
The heat treatment performed in the second step is a method for producing a hydrogen storage medium from the graphene oxide of a laminated structure, characterized in that made for 0.5 to 5 hours.
제5항에 있어서,
상기 제2단계를 통하여 공동이 형성된 적층구조의 환원된 그라핀은, 상기 제1단계의 과정을 거쳐 형성된 환원된 적층구조의 그라핀 중량의 70 내지 95%의 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 그라핀 산화물로부터 수소저장매체를 제조하는 방법.
The method of claim 5,
The reduced graphene of the laminated structure in which the cavity is formed through the second step has a weight of 70 to 95% of the graphene weight of the reduced laminated structure formed through the first step. A method for producing a hydrogen storage medium from oxides.
제1항 내지 제9항의 어느 한 항의 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체.
10. A hydrogen storage medium prepared from a graphene oxide of a laminated structure, which is prepared by the method of any one of claims 1 to 9.
적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 환원시킨 적층구조의 그라핀으로서, 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 열처리 이전의 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체.
Laminated structure graphene is reduced by heat treatment to the graphene oxide of the laminated structure, the interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure laminated structure characterized in that less than the interlayer spacing of the graphene oxide of the laminated structure before heat treatment Hydrogen storage medium prepared from the graphene oxide of.
제11항에 있어서,
상기 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 6 내지 7Å인 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체.
The method of claim 11,
The hydrogen storage medium prepared from the graphene oxide of the laminated structure characterized in that the interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure is 6 to 7Å.
제11항에 있어서,
상기 환원된 적층구조의 그라핀에는 공동(pore)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체.
The method of claim 11,
Hydrogen storage medium prepared from the graphene oxide of the laminated structure characterized in that the pores are formed in the graphene of the reduced laminated structure.
적층구조의 그라핀 산화물에 열처리를 하여 환원시킨 적층구조의 그라핀으로서, 환원된 적층구조의 그라핀에는 공동(pore)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체.
Laminated graphene, which is reduced by heat treatment to a graphene oxide of a laminated structure, wherein hydrogen is produced from the laminated graphene oxide, wherein pores are formed in the reduced laminated graphene. media.
제14항에 있어서,
상기 환원된 적층구조의 그라핀의 층간 간격은 열처리 이전의 상기 적층구조의 그라핀 산화물의 층간 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 적층구조의 그라핀 산화물로부터 제조되는 수소저장매체.15. The method of claim 14,
The interlayer spacing of the graphene of the reduced laminated structure is hydrogen storage medium prepared from the graphene oxide of the laminated structure, characterized in that narrower than the interlayer spacing of the graphene oxide of the laminated structure before heat treatment.
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CN116334539A (en) * 2023-05-29 2023-06-27 深圳市汉嵙新材料技术有限公司 Preparation method of graphene hydrogen storage membrane material, graphene hydrogen storage membrane material and hydrogen storage tank

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