KR102389205B1 - 마그네슘 나노시트, 및 이를 포함하는 수소 저장 장치 - Google Patents

마그네슘 나노시트, 및 이를 포함하는 수소 저장 장치 Download PDF

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Abstract

나노미터 수준의 두께를 가지는 마그네슘 나노시트, 또는 상기 마그네슘 나노시트 및 1차원 탄소 물질의 복합체, 및 이들의 제조 방법을 제공한다.

Description

마그네슘 나노시트, 및 이를 포함하는 수소 저장 장치 {MAGNESIUM NANOSHEET, AND HYDROGEN STORAGE SYSTEM}
마그네슘 나노시트, 및 이를 포함하는 수소 저장 장치에 관한 것이다.
최근, 수소가 저탄소 연료로서 각광받고 있음에 따라, 효과적인 수소 저장 방법에 대한 연구가 행해지고 있다. 하지만, 현재 상용화 되어 있는 고압 기체 수소 저장 방식이나 액화 수소 저장 방식은 수소 저장 및 운송 시 에너지 손실이 너무 높거나 부피 당 저장 효율이 떨어지는 문제점으로 사용 확대에 어려움이 있다.
이에 높은 저장밀도와 안정성을 갖는 수소착화합물, 금속 수소화물, 금속-유기구조체(MOF: Metal-organic framework)와 같은 다공성 기재 등의 고체 수소 저장 물질이 연구되고 있다. 특히, 수소화 마그네슘은 높은 저장 용량과 가역성으로 인해 유망한 수소 저장 물질 중 하나로 연구되고 있으나, 수소화 마그네슘은 느린 수소 흡수/방출 속도를 가지며, 열역학적으로 안정하여, 수소화/탈수소화시 높은 온도를 요구하고, 긴 충전 시간을 필요로 하는 문제가 있다.
따라서, 높은 저장밀도와 안정성을 갖는 수소 저장 물질에 대한 개발이 필요한 상태이다.
수소 저장 물질로 사용할 수 있는 마그네슘 나노시트, 이의 제조 방법, 및 상기 마그네슘 나노시트를 포함하는 수소 저장 장치를 제공한다.
일 구현예는 나노미터 수준의 두께를 가지는 마그네슘 나노시트를 제공한다.
다른 구현예는 상기 나노미터 수준의 두께를 가지는 마그네슘 나노시트 및 1차원 (one-dimensional) 탄소 물질을 포함하는 복합체를 제공한다.
상기 나노미터 수준의 두께는 10 nm 미만일 수 있다.
상기 마그네슘 나노시트는 순수 마그네슘 나노시트일 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은 탄소 나노튜브(carbon nanotube: CNT), 그래파이트 나노섬유(GNF: graphite nanofiber), 탄소 나노섬유(CNF: carbon nanofiber), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은 탄소 나노 섬유일 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은 그래파이트 나노섬유일 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은 상기 복합체의 총 중량을 기준으로 20 중량% 이하 포함될 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질의 직경(diameter)은 10nm 내지 300nm일 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질-마그네슘 나노시트 복합체는 마그네슘 전구체를 포함하는 제1 용액, 및 1차원 탄소 물질을 포함하는 제2 용액을 혼합하여 혼합액을 형성하고, 상기 혼합액을 환원제를 포함하는 제3 용액과 혼합한 후 교반하는 방법을 통해 제조될 수 있다.
상기 마그네슘 전구체는 비스(사이클로펜타디에닐)마그네슘(bis(cyclopentadienyl) magnesium), 염화마그네슘(magnesium chloride), 디-n-부틸마그네슘(di-n-butyl magnesium), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은 탄소 나노튜브(carbon nanotube: CNT), 그래파이트 나노섬유(GNF: graphite nanofiber), 탄소 나노섬유(CNF: carbon nanofiber), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 환원제는 리튬 나프탈레나이드(lithium naphthalenide), 소듐 나프탈레나이드(sodium naphthalenide), 포타슘 나프탈레나이드(potassium naphthalenide) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 혼합액을 환원제를 포함하는 용액과 혼합하여 교반한 후, 생성물을 원심분리하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 복합체 제조 과정에서, 상기 1차원 탄소 물질의 1차원 구조가 계속 유지될 수 있다.
또 다른 일 구현예는, 상기 마그네슘 나노시트 또는 상기 복합체를 포함하는 수소 저장 장치를 제공한다.
상기 수소 저장 장치는 상기 마그네슘 나노시트의 중량 대비 5 중량% 이상의 수소를 흡수할 수 있다.
상기 수소 저장 장치는 200℃ 이상의 온도에서 1시간 이내에 마그네슘 시트의 총 중량을 기준으로 4 중량% 이상의 수소를 흡수할 수 있다.
상기 수소 저장 장치는 225℃ 이상의 온도에서 30분 이내에 마그네슘 시트의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이상의 수소를 흡수할 수 있다.
일 구현예에 따른 마그네슘 나노시트, 및 상기 마그네슘 나노시트 및 1차원 탄소 물질을 포함하는 복합체는 마그네슘 나노시트의 넓은 비표면적에 의해 수소 흡착 효율이 증가하고, 또한 얇은 두께로 인해 수소 원자의 확산 경로를 단축할 수 있어 수소 저장 능력이 우수하다.
또한, 상기 마그네슘 나노시트는 용액 기반 합성 방법을 통해 추가적인 첨가물 없이 하나의 반응기 내에서 바로 제조되는 바, 즉, 원팟(one-pot) 제조에 의해 반응 조건의 조절이 용이하고, 대량 생산에 유리하다.
도 1은 1차원 탄소 물질-마그네슘 나노시트 복합체의 모식도이다.
도 2는 탄소 나노 섬유의 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 그래파이트 나노 섬유의 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1 물질의 BET 표면적을 측정한 것이다.
도 5는 실시예 1 물질의 수소 흡수 용량을 측정한 것이다.
도 6은 실시예 2 물질의 수소 흡수 용량을 측정한 것이다.
도 7은 실시예 3 물질의 수소 흡수 용량을 측정한 것이다.
도 8은 실시예 4 물질의 수소 흡수 용량을 측정한 것이다.
도 9는 비교예 1 물질의 수소 흡수 용량을 측정한 것이다.
도 10은 실시예 1 물질의 수소 방출 용량을 나타낸 것이다.
도 11은 실시예 2 물질의 수소 방출 용량을 나타낸 것이다.
도 12는 실시예 3 물질의 수소 방출 용량을 나타낸 것이다.
도 13은 실시예 4 물질의 수소 방출 용량을 나타낸 것이다.
도 14는 실시예 1 내지 3 물질의 수소 흡수/방출 활성화 에너지를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의될 뿐이다.
전술하였듯이, 수소화 마그네슘은 높은 저장 용량과 가역성으로 인해 유망한 수소 저장 물질 중 하나로 연구되고 있으나, 수소화 마그네슘은 느린 수소 흡수/방출 속도를 가지며, 열역학적으로 안정하여, 수소화/탈수소화시 높은 온도를 요구하고 긴 충전 시간을 필요로 한다는 문제가 있다.
상기 문제를 해결하고자, 마그네슘의 수소 저장 능력을 향상시키기 위해 볼-밀링(ball-milling) 등의 물리적 방법을 통하여 금속 촉매 등을 마그네슘 상에 도포시키는 방법이 사용되어 왔아. 그러나, 상기 물리적 방법을 통한 합성은 촉매로 사용되는 물질의 구조를 파괴시켜 구조적인 이점을 활용하기 어렵고, 합성된 결과물의 사이즈가 균일하지 못하며, 금속 등 촉매로 사용되는 물질은 반응이 반복될수록 산화되거나 마그네슘과 분리되어 촉매적인 특성을 잃는 문제가 있다고 보고되고 있다.
본원 발명자들은 나노 크기 수준의 마그네슘 나노시트가 비표면적이 넓고, 두께가 얇아, 수소의 흡착 및 이후 분리된 수소 원자의 확산 경로를 단축할 수 있어, 수소 저장 능력이 우수하다는 것을 발견하였다.
일 구현예는, 수소 저장 물질로 사용될 수 있는 나노미터 수준의 두께를 가지는 마그네슘 나노시트를 제공한다.
상기 나노미터 수준의 두께는 10 nm 미만일 수 있다. 예를 들어, 마그네슘 나노시트의 두께는 10nm 미만, 9 nm 미만, 8 nm 미만, 7 nm 미만, 6 nm 미만, 또는 5 nm 미만일 수 있다. 상기 마그네슘 나노시트는 상기 범위의 얇은 두께를 가지기 때문에 수소화 반응시 수소 원자의 확산 길이가 짧아지고, 반응에 필요한 비표면적이 넓어, 별도의 첨가제(예를 들어, 촉매)를 투입하지 않아도 수소 저장 성능이 향상되게 한다.
상기 마그네슘 나노시트는 순수 마그네슘 나노시트일 수 있다. 상기 “순수 마그네슘 나노시트”란 마그네슘 나노시트 중 적어도 95% 이상, 예를 들어, 96% 이상, 예를 들어, 97% 이상, 예를 들어, 98% 이상, 예를 들어, 99% 이상, 예를 들어, 99.5% 이상, 예를 들어, 99.9% 이상, 예를 들어, 100%의 마그네슘 금속으로 이루어진 것을 의미한다. 기존에 마그네슘 수산화물 (Mg(OH)2), 마그네슘 산화물 (MgO) 등을 성공적으로 나노시트로 제조한 예가 알려져 있다. 그러나, 순수 마그네슘으로 이루어진 나노시트는 알려져 있지 않았다. 상기 마그네슘 나노시트는 그 자체로도 우수한 수소 저장 능력을 나타내나, 이에 탄소 지지체, 예를 들어, 1차원 탄소 물질과 마그네슘 나노시트를 결합하여 복합체화함으로써, 상기 복합체의 수소 저장 능력이 더욱 향상될 수 있음을 확인하였다.
따라서, 다른 일 구현예는, 상기 마그네슘 나노시트와 1차원 탄소 물질을 포함하는 1차원 탄소 물질-마그네슘 나노시트 복합체를 제공한다.
도 1에 일 구현예에 따른 1차원 탄소 물질-마그네슘 나노시트 복합체의 모식도를 나타낸다. 1차원 탄소 물질은 마그네슘 나노시트의 시트들 사이에 위치하여, 수소의 확산을 촉진하는 나노 채널 역할을 하거나, 또는 마그네슘 나노시트에 수소가 흡착하여 분리되는 반응에서 촉매 역할을 수행할 수 있다. 이 때, 1차원 탄소 물질의 종류에 따라, 1차원 탄소 물질의 탄소와 마그네슘의 상호 작용 정도가 달라질 수 있다. 여기서, “1차원”의 의미는, 2차원의 평면 형태가 아닌, 나노튜브, 나노섬유 등 선 형태의 물질을 의미한다.
상기 마그네슘 나노시트와 1차원 탄소 물질이 조합되더라도, 마그네슘 나노시트의 구조는 변형되지 않는다. 1차원 탄소 물질의 구조는 종류에 따라 변형될 수 있는데, 예를 들어, 1차원 탄소 물질로 탄소 나노 섬유(CNF)를 사용하는 경우, 탄소 나노 섬유-마그네슘 나노시트 복합체 형성시 탄소 나노 섬유의 구조가 변형되지 않는 반면, 1차원 탄소 물질로 그래파이트 나노 섬유(GNF)를 사용하는 경우, 상기 복합체의 제조시 1차원 탄소 구조가 무질서한 구조로 될 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은, 예를 들어, 그래파이트 나노섬유(graphite nanofiber; GNF), 탄소 나노섬유(carbon nanofiber; CNF), 탄소 나노튜브(carbon nanotube), 또는 이들의 조합을 포함하고, 이들에 제한되지 않는다.
상기 1차원 탄소 물질의 직경은 약 10 nm 내지 약 300 nm일 수 있고, 예를 들어, 상기 직경은 10 nm 이상, 20 nm 이상, 50 nm 이상, 100 nm 이상, 150 nm 이상, 200 nm 이상, 또는 250 nm 이상, 및 300 nm 이하, 250 nm 이하, 200 nm 이하, 150 nm 이하, 100 nm 이하, 50 nm 이하 또는 20 nm 이하일 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은 탄소 나노섬유일 수 있다. 탄소 나노 섬유의 구조를 도 2에 나타내었다. 탄소 나노 섬유는 속이 빈 튜브(tube) 형태의 구조를 가질 수 있고, 튜브 내 중공 터널(hollow tunnel)을 통해 수소 확산이 촉진될 수 있을 것으로 생각한다. 탄소 나노 섬유의 직경은 약 150 nm 이하일 수 있고, 예를 들어, 상기 직경은 150 nm 이하, 140 nm 이하, 130 nm 이하, 또는 120 nm 이하일 수 있다.
상기 탄소 나노 섬유는 마그네슘 나노시트와의 복합체 합성 과정에서 1차원 구조의 붕괴 없이 구조를 유지하면서, 그러한 구조적 특징을 이용하여 수소 저장 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은 그래파이트 나노섬유일 수 있다. 그래파이트 나노 섬유의 구조를 도 3에 나타내었다. 그래파이트 나노 섬유는 물고기뼈(fish-bone) 형태의 구조를 가질 수 있고, 상기 구조는 가장자리의 비표면적이 넓은 특징을 가진다. 이로써, 그래파이트 나노 섬유의 가장자리에 위치한 탄소와 마그네슘 사이에 화학적 상호작용이 존재할 수 있고, 이를 통해, 그래파이트 나노섬유는 마그네슘 나노시트의 수소 흡수 및 방출에 촉매 역할을 하여 마그네슘 나노시트의 수소 저장 능력을 향상시킬 수 있는 것으로 생각된다.
또한, 그래파이트 나노섬유는 탄소 나노섬유와 달리, 내부 공간이 채워져 있는 로프 모양의 구조를 가질 수 있다. 그래파이트 나노섬유의 직경은 약 200 nm 이하일 수 있고, 예를 들어, 상기 직경은 200 nm 이하, 190 nm 이하, 180 nm 이하, 또는 170 nm 이하일 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은 탄소 나노튜브일 수 있다. 탄소 나노튜브는 단일 벽 탄소 나노튜브(single wall carbon nanotube)일 수 있고, 속이 빈 튜브(tube) 형태의 구조를 가질 수 있다. 상기 탄소 나노튜브의 내경은 1 nm 이하일 수 있고, 예를 들어, 1 nm 이하, 0.9 nm 이하, 또는 0.8 nm 이하일 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은 상기 복합체의 총 중량을 기준으로 약 20 중량% 이하로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 1차원 탄소 물질은 상기 복합체의 총 중량을 기준으로, 20 중량% 이하, 19 중량% 이하, 18 중량% 이하, 17 중량% 이하, 16 중량% 이하, 또는 15 중량% 이하로 포함될 수 있고, 예를 들어, 약 1 중량% 이상, 약 2 중량% 이상, 약 5 중량% 이상, 또는 약 10 중량% 이상 포함될 수 있고, 이들에 제한되지 않는다.
상기 1차원 탄소 물질의 종류에 따라, 이들을 포함하여 제조되는 1차원 탄소 물질-마그네슘 나노시트의 수소 흡수 속도, 수소 흡수량, 수소 방출 속도, 및 수소의 흡수/방출 온도 등의 조건이 달라질 수 있다.
이하, 상기 1차원 탄소 물질-마그네슘 나노시트 복합체의 제조 방법을 기술한다.
상기 복합체는 용액 공정을 이용한 원-포트(one-pot) 제조 방법으로 간단하게 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 제조 방법은, 마그네슘 전구체를 포함하는 제1 용액, 및 1차원 탄소 물질을 포함하는 제2 용액을 혼합하여 혼합액을 형성하고, 상기 혼합액을 환원제를 포함하는 제3 용액과 혼합하여 교반하는 방법으로 제조될 수 있다.
상기 마그네슘 전구체는 환원되어 마그네슘이 되는 임의의 마그네슘 화합물을 사용할 수 있고, 예를 들어, 비스(사이클로펜타디에닐)마그네슘(bis(cyclopentadienyl) magnesium), 염화마그네슘(magnesium chloride), 디-n-부틸마그네슘(di-n-butyl magnesium), 또는 이들의 조합을 마그네슘 전구체로 사용할 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다.
상기 마그네슘 전구체를 포함하는 제1 용액은 상기 마그네슘 전구체와 용매를 혼합한 용액일 수 있으며, 상기 용매는 테트라하이드로퓨란(THF)일 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질은 탄소 나노튜브(carbon nanotube: CNT), 그래파이트 나노섬유(GNF: graphite nanofiber), 탄소 나노섬유(CNF: carbon nanofiber), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 1차원 탄소 물질을 포함하는 제2 용액은 상기 1차원 탄소 물질과 용매를 혼합한 용액일 수 있으며, 상기 용매는 테트라하이드로퓨란(THF)일 수 있다. 상기 1차원 탄소 물질을 포함하는 제2 용액은 상기 용매에 상기 1차원 탄소 물질, 예를 들어, 탄소 나노섬유, 그래파이트 나노섬유, 또는 탄소 나노튜브 등의 물질을 분산시킨 후, 이들을 원심분리하여 제조할 수 있다.
환원제를 포함하는 제3 용액은, 먼저 나프탈렌을 용매에 녹인 후, 이어서 리튬, 소듐, 포타슘 등의 알칼리 금속을 추가하여 용해시켜 제조할 수 있다. 따라서, 상기 환원제를 포함하는 제3 용액은 리튬 나프탈레나이드(lithium naphthalenide), 소듐 나프탈레나이드(sodium naphthalenide), 포타슘 나프탈레나이드(potassium naphthalenide) 또는 이들의 조합을 포함하는 용액일 수 있고, 이 때 사용되는 용매도 상기 제1 용액 및 제2 용액의 제조에 사용한 것과 동일하게, THF를 사용할 수 있다.
상기 제1 용액와 제2 용액의 혼합액을 상기 환원제를 포함하는 제3 용액과 혼합하여 교반한 뒤, 그로부터 제조되는 생성물을 원심분리함으로써 분리할 수 있다. 상기 원심분리 후 생성물을 용매, 예를 들어, THF를 사용하여 세정함으로써 잔여 환원제 등의 잔여물을 제거하고, 이를 밤새 상온, 진공 상태에 두어 완전히 건조함으로써, 최종 복합체를 제조할 수 있다.
상기 복합체의 제조시, 상기 1차원 탄소 물질의 1차원 구조가 유지될 수 있다. 1차원 구조가 유지되어 1차원 구조의 구조적 특징을 이용하여 수소 저장 특성이 향상될 수 있다.
일 구현예에 따른 마그네슘 나노시트, 또는 상기 나노시트와 1차원 탄소 물질을 포함하는 복합체는 수소 저장 장치로 사용될 수 있다.
상기 수소 저장 장치는 마그네슘 나노시트의 중량 대비 5 중량% 이상, 예를 들어 5.5 중량% 이상, 예를 들어, 6 중량% 이상의 수소를 흡수할 수 있어, 수소 저장 용량이 뛰어나다.
예를 들어, 상기 수소 저장 장치는 탄소 나노섬유 또는 그래파이트 나노섬유와 복합화된 마그네슘 나노시트를 포함하는 경우, 200℃ 이상의 온도에서 1 시간 이내에 마그네슘 나노시트의 총 중량을 기준으로 4 중량% 이상 수소를 흡수할 수 있고, 225℃ 이상의 온도에서 30분 이내에 상기 마그네슘 나노시트의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이상 수소를 흡수할 수 있어, 수소 흡수 속도 또한 뛰어나 우수한 수소 저장 능력을 나타낸다.
상기 수소 저장 장치는 수소 방출 능력 또한 뛰어난데, 예를 들어, 300℃ 이상의 온도에서 1 시간 이내에 흡수된 수소 대부분을 방출할 수 있어, 수소 방출 속도 및 효율이 우수하다.
이하에서 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
마그네슘 나노시트 제조
아르곤 글로브 박스 내에서, 나프탈렌 0.964g(7.52 mmol)을 THF(48mL)에 용해시킨 후, 리튬 금속 0.0724g(10.4mmol)을 첨가하여 리튬 나프탈레나이드 용액을 제조하였다. 이후, Cp2Mg 0.922 g(5.97 mmol)을 THF(20mL)에 용해시킨 후 30분 동안 교반하였다. 교반한 Cp2Mg 용액을 리튬 나프탈레나이드 용액에 투입한 뒤, 이를 2시간 동안 교반하였다. 교반한 용액을 10,000rpm의 속도로 20분 동안 원심 분리한 뒤 이를 THF를 이용하여 1회 세척하여, 반응하지 않은 리튬 나프탈레나이드 등 잔여물을 제거하였다. 이후, 이를 진공 및 상온 조건에서 완전 건조하여, 마그네슘 나노시트를 수득하였다.
실시예 2
탄소 나노 섬유-마그네슘 나노시트 복합체 제조
아르곤 글로브 박스 내에서, 나프탈렌 0.964g(7.52 mmol)을 THF(48mL)에 용해시킨 후, 리튬 금속 0.0724g(10.4mmol)을 첨가하여 리튬 나프탈레나이드 용액을 제조하였다. 이후, 탄소 나노 섬유 분말(20mg)을 THF(20 mL)에 분산시켰고, 상기 글로브 박스 내에 밀봉한 뒤, 30분 동안 초음파 처리하였다. Cp2Mg 0.922 g(5.97 mmol)을 THF(20mL)에 용해시킨 후 30분 동안 교반하였다. 초음파 처리한 탄소 섬유 용액을 Cp2Mg 용액에 투입한 후, 30분 동안 교반하였다. 교반한 탄소 나노 섬유-Cp2Mg 용액을 리튬 나프탈레나이드 용액에 투입한 뒤, 이를 2시간 동안 교반하였다. 교반한 용액을 10,000rpm의 속도로 20분 동안 원심 분리한 뒤 이를 THF를 이용하여 1회 세척하여, 반응하지 않은 리튬 나프탈레나이드 등 잔여물을 제거하였다. 이후, 이를 진공 및 상온 조건에서 완전 건조하여, 탄소 나노 섬유-마그네슘 나노시트 복합체를 수득하였다.
실시예 3
그래파이트 나노 섬유-마그네슘 나노시트 복합체 제조
탄소 나노 섬유 대신 그래파이트 나노 섬유를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로, 그래파이트 나노 섬유-마그네슘 나노시트 복합체를 수득하였다.
실시예 4
탄소 나노 튜브-마그네슘 나노시트 복합체 제조
탄소 나노 섬유 대신 탄소 나노 튜브를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로, 탄소 나노 튜브-마그네슘 나노시트 복합체를 수득하였다.
비교예 1
US nanomaterial 사의 KRU1061-2 제품인 800nm 크기의 상용 마그네슘 분말(99% 순도)을 준비하였다.
평가예
1. BET 표면적 평가
20℃의 온도 및 질소 분위기 하에서, Micromeritics 3Flex를 이용하여 실시예 1에서 제조된 마그네슘 나노시트, 및 비교예 1의 마그네슘 분말을 8시간 이상 탈기(degassing)한 후 BET 표면적을 각각 측정하였다.
측정 결과, 실시예 1의 마그네슘 나노시트의 BET 표면적은 36.9m2/g으로 우수한 비표면적을 가지나, 비교예 1의 마그네슘 분말의 BET 표면적은 7.9m2/g으로 실시예 1에 비해 비표면적이 현저히 낮았다.
2. 수소 흡수 능력 평가
실시예 1에서 제조된 마그네슘 나노시트, 및 실시예 2와 실시예 3에서 제조된 복합체에 15 bar의 수소 분위기 하에서, 온도 200℃, 225℃, 및 250℃에서 각각 마그네슘의 질량을 기준으로 수소가 흡수되는 용량을 측정하였고, 측정 결과, 실시예 1의 마그네슘 나노시트 및 실시예 2 및 실시예 3의 복합체 모두 마그네슘의 중량을 기준으로 수소가 6 중량% 정도 저장되는 우수한 수소 흡착 성능을 나타내었다.
실시예 1의 마그네슘 나노시트의 수소 흡착 성능을 도 5에 나타내었다. 실시예 1의 마그네슘 나노시트는 250℃에서 10분 이내로 최대 5 중량%의 수소를 흡수할 수 있고, 더 낮은 온도(200℃, 225℃)에서도, 수소 흡수 속도가 상당히 빨랐다. 이는, 마그네슘 나노시트의 비표면적이 넓고, 두께가 얇아 수소 원자의 확산 경로를 단축할 수 있기 때문으로 생각된다.
실시예 2의 복합체의 수소 흡착 성능을 도 6에 나타내었다. 실시예 2의 복합체는 200℃에서 수소 흡수 속도 및 수소 흡수 용량이 실시예 1 및 실시예 3의 물질에 비해서 높았으나, 온도가 증가할수록, 실시예 1의 마그네슘 나노시트 및 실시예 3의 복합체에 비해 수소 흡수 속도 및 수소 흡수 용량이 낮아졌다. 이는 마그네슘이 수소를 흡수하는 위치(site)가 탄소 나노 섬유에 의해 막혀, 비표면적이 좁아지기 때문인 것으로 생각된다.
실시예 3의 복합체의 수소 흡착 성능을 도 7에 나타내었다. 실시예 3의 복합체는 온도가 증가할수록 수소 흡수 속도 및 흡수 용량이 증가하며, 250℃에서 10 분 이내에 마그네슘 나노시트의 질량 기준 6 중량%의 수소를 흡수하는 우수한 수소 흡수 능력을 나타내었다.
실시예 4의 복합체 마그네슘 분말에 대해서도 15 bar의 수소 분위기 하, 온도 200℃에서 수소 흡수 능력을 측정하였고, 이를 도 8에 나타내었다.
실시예 4의 복합체는 200℃에서 마그네슘의 질량 기준 약 6 중량%의 수소를 흡수하였으나, 흡수 속도는 실시예 1 내지 3의 물질에 비해 낮았다.
비교예 1의 마그네슘 분말에 대해서도 15 bar의 수소 분위기 하, 온도 200℃ 및 300℃에서 수소 흡수 능력을 측정하였고, 이를 도 9에 나타내었다.
마그네슘 나노시트가 아닌, 마그네슘 분말은 온도 200℃에서 마그네슘 질량을 기준으로 0.05 중량% 미만의 수소 흡수 용량을 나타내었으며, 온도를 300℃로 높인 경우에도, 0.1 중량% 미만의 수소 흡수 용량을 나타내었다. 이로부터, 본 발명의 구현예에 따른 마그네슘 나노시트의 수소 흡수 능력이 기존의 마그네슘 분말에 비해 현저히 우수함을 알 수 있다.
3. 수소 방출 능력 평가
실시예 1의 마그네슘 나노시트, 및 실시예 2와 실시예 3의 복합체의 0 bar의 수소 분위기 하에서, 온도 275℃, 300℃, 및 325℃에서 각각 마그네슘의 질량을 기준으로 수소가 방출되는 용량을 측정하였고, 측정 결과, 실시예 1의 마그네슘 나노시트 및 실시예 2와 실시예 3의 마그네슘 나노시트 복합체 모두 300℃ 이상에서, 최대 1.5 시간 이내에 수소가 방출되는, 우수한 수소 방출 속도를 나타내었다.
실시예 1의 마그네슘 나노시트의 수소 방출 능력을 도 10에 나타내었다. 실시예 1의 마그네슘 나노시트는 낮은 온도(275℃)에서 느린 수소 방출 속도를 나타내었으나, 300℃ 이상에서, 1 시간 이내에 거의 모든 수소를 방출하였고, 특히 325℃에서 10 분 이내에 거의 모든 수소를 방출하는 우수한 수소 방출 능력을 나타내었다. 최대 5 중량%의 수소를 흡수할 수 있고, 더 낮은 온도(200℃, 225℃)에서도, 수소 흡수 속도가 상당히 빨랐다. 즉, 수소 방출은 온도가 증가할수록 빨라진다.
실시예 2의 복합체의 수소 방출 능력을 도 11에 나타내었다. 실시예 2의 복합체는 낮은 온도(275℃)에서 느린 수소 방출 속도를 나타내었으나, 300℃ 이상에서, 1 시간 반 이내에 거의 모든 수소를 방출하였고, 특히 325℃에서 10 분 이내에 거의 모든 수소를 방출하여 우수한 수소 방출 능력을 나타내었다. 이는 마그네슘이 수소를 흡수하는 위치(site)가 탄소 나노 섬유에 의해 막히는 것은 수소를 흡수할 때와 동일하나, 수소 방출은 온도와 관계 없이, 마그네슘의 모든 표면에서 방출이 일어나는 것이기 때문에, 탄소 나노 섬유에 막힌 위치에 흡수된 수소도 실시예 1과 마찬가지로, 온도가 증가함에 따라 빠르게 방출될 수 있기 때문이다.
실시예 3의 복합체의 수소 방출 능력을 도 12에 나타내었다. 실시예 3의 복합체는 낮은 온도(275℃)에서도 실시예 1 및 2에 비하여 우수한 수소 방출 속도를 나타내었으며, 300℃에서 1시간 이내, 325℃에서 7 분 이내에 거의 모든 수소를 방출하여 우수한 수소 방출 능력을 나타내었다. 이는 그래파이트 나노 섬유의 가장자리의 탄소와 마그네슘의 화학적 상호 작용으로 인해 수소 방출 능력이 향상되기 때문으로 생각된다.
실시예 4의 복합체에 대해서도 0 bar의 수소 분위기 하에서 300℃에서 수소 방출 능력을 측정하였고, 이를 도 13에 나타내었다. 실시예 4의 복합체 또한 1시간 이내에 거의 모든 수소를 방출하는 우수한 수소 방출 능력을 나타내었다.
4. 수소 흡수/방출 활성화 에너지 측정
실시예 1의 마그네슘 나노시트 및 실시예 2와 실시예 3의 복합체의 수소 흡수 및 방출에 필요한 활성화 에너지를 Johnson-Mehl-Avrami(JMA) kinetic model을 사용하여 시간에 따른 수소 흡수/방출 데이터를 측정하여 계산하였고, 이를 도 14에 나타내었다.
실시예 1의 나노시트는 수소 흡수 활성화 에너지로 48-74 KJ/mol, 및 수소 방출 활성화 에너지로 177-219 KJ/mol을 가지고, 이는 알려진 벌크 마그네슘의 수소 흡수 활성화 에너지 및 수소 방출 활성화 에너지와 유사한 수치이다.
전술하였듯이, 실시예 1의 마그네슘 나노시트는 수소 흡수 및 방출 능력이 비교예 1의 벌크 마그네슘보다 우수하지만, 실시예 1의 마그네슘 나노시트의 수소 흡수 및 방출 활성화 에너지는 벌크 마그네슘의 수소 흡수 및 방출 활성화 에너지와 유사하다. 이러한 결과는, 실시예 1의 마그네슘 나노시트의 우수한 수소 흡수 및 방출 능력은 수소 흡수 및 방출 메커니즘의 변화가 아닌 나노시트의 얇은 구조를 통한 것임을 알 수 있다.
또한, 실시예 3의 복합체는 200℃의 온도를 제외하고 실시예 1 내지 3 중 가장 우수한 수소 흡수 능력을 나타내었으나, 수소 흡수 활성화 에너지가 실시예 1 내지 3 중 가장 높다. 이는, 그래파이트 나노 섬유가 온도 의존적 촉매이기 때문에, 온도가 증가할수록 고온에서 흡수 속도가 빠르게 가속되므로, 수소 흡수 활성화 에너지가 높음에도 불구하고, 우수한 수소 흡수 속도를 나타내기 때문이다.
이상에서 본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 0 nm 초과 및 10 nm 미만의 두께를 가지고, 마그네슘의 함량이 99.9% 이상인, 마그네슘 나노시트.
  2. 제1항의 마그네슘 나노시트, 및 1차원 (one-dimensional) 탄소 물질을 포함하는 복합체로서,
    상기 1차원 탄소 물질은 상기 마그네슘 나노시트들 사이에 위치하고, 상기 1차원 탄소 물질은 상기 복합체의 총 중량을 기준으로 2 중량% 이상, 및 20 중량% 이하 포함되는, 복합체.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에서, 상기 1차원 탄소 물질은 탄소 나노튜브(carbon nanotube: CNT), 그래파이트 나노섬유(GNF: graphite nanofiber), 탄소 나노섬유(CNF: carbon nanofiber), 또는 이들의 조합을 포함하는 복합체.
  6. 제5항에서, 상기 1차원 탄소 물질은 탄소 나노섬유인 복합체
  7. 제5항에서, 상기 1차원 탄소 물질은 그래파이트 나노섬유인 복합체
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제5항에서, 상기 1차원 탄소 물질의 직경(diameter)은 10nm 내지 300nm인 복합체.
  11. 제1항에 따른 마그네슘 나노시트의 제조 방법으로서,
    마그네슘 전구체를 포함하는 제1 용액, 및 리튬 나프탈레나이드(lithium naphthalenide), 소듐 나프탈레나이드(sodium naphthalenide), 포타슘 나프탈레나이드(potassium naphthalenide) 또는 이들의 조합을 포함하는 환원제를 포함하는 제2 용액을 혼합하여 교반하는 것을 포함하는,
    마그네슘 나노시트의 제조 방법.
  12. 제11항에서, 상기 마그네슘 전구체는 비스(사이클로펜타디에닐)마그네슘(bis(cyclopentadienyl) magnesium), 염화마그네슘(magnesium chloride), 디-n-부틸마그네슘(di-n-butyl magnesium), 또는 이들의 조합을 포함하는, 마그네슘 나노시트의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제11항에서,
    상기 제1 용액을 상기 제2 용액과 혼합하여 교반한 후, 생성물을 원심분리하는 것을 더 포함하는 마그네슘 나노시트의 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 제1항의 마그네슘 나노시트, 또는 제2항의 복합체를 포함하는 수소 저장 장치.
  18. 제17항에서, 상기 수소 저장 장치는 상기 마그네슘 나노시트의 중량 대비 5 중량% 이상의 수소를 흡수하는 수소 저장 장치.
  19. 제18항에서, 상기 수소 저장 장치는 200℃ 이상의 온도에서 1 시간 이내에 상기 마그네슘 나노시트의 총 중량을 기준으로 4 중량% 이상 수소를 흡수하는 수소 저장 장치.
  20. 제18항에서, 상기 수소 저장 장치는 225℃ 이상의 온도에서 30분 이내에 상기 마그네슘 나노시트의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이상 수소를 흡수하는 수소 저장 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114951635A (zh) * 2022-06-17 2022-08-30 福州市微纳新创医疗科技有限公司 一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用
WO2024096342A1 (ko) * 2022-11-04 2024-05-10 한국과학기술원 수소저장용 다공성 마그네슘 구조체, 제조 방법 및 수소저장 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11269572A (ja) * 1998-03-24 1999-10-05 Japan Metals & Chem Co Ltd 非晶質マグネシウムニッケル系水素吸蔵合金の製造方法
KR20010031351A (ko) * 1997-10-22 2001-04-16 미셀 드 브룩스 마그네슘 수소화물의 기계적인 분쇄에 의해 제조된활성화된 경계면을 갖는 나노합성물과, 수소를 저장하기위한 용도
CN1743066A (zh) * 2004-08-31 2006-03-08 中国科学院金属研究所 一种纳米复合储氢材料及其制备方法
KR100811116B1 (ko) * 2006-11-14 2008-03-06 한국과학기술연구원 마그네슘계 수소저장재료의 제조방법
KR20100024341A (ko) * 2008-08-25 2010-03-05 인더스트리얼 테크놀로지 리써치 인스티튜트 마그네슘에 기초한 수소 저장 물질의 나노화
KR20120134853A (ko) * 2011-06-03 2012-12-12 연세대학교 산학협력단 나노 갭을 갖는 수소저장합금의 제조방법, 및 수소저장합금
KR20150075268A (ko) * 2013-12-24 2015-07-03 주식회사 포스코 수소저장용 마그네슘-팔라듐 나노시트 제조방법 및 이로부터 제조된 수소저장용 마그네슘-팔라듐 나노시트

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010031351A (ko) * 1997-10-22 2001-04-16 미셀 드 브룩스 마그네슘 수소화물의 기계적인 분쇄에 의해 제조된활성화된 경계면을 갖는 나노합성물과, 수소를 저장하기위한 용도
JPH11269572A (ja) * 1998-03-24 1999-10-05 Japan Metals & Chem Co Ltd 非晶質マグネシウムニッケル系水素吸蔵合金の製造方法
CN1743066A (zh) * 2004-08-31 2006-03-08 中国科学院金属研究所 一种纳米复合储氢材料及其制备方法
KR100811116B1 (ko) * 2006-11-14 2008-03-06 한국과학기술연구원 마그네슘계 수소저장재료의 제조방법
KR20100024341A (ko) * 2008-08-25 2010-03-05 인더스트리얼 테크놀로지 리써치 인스티튜트 마그네슘에 기초한 수소 저장 물질의 나노화
KR20120134853A (ko) * 2011-06-03 2012-12-12 연세대학교 산학협력단 나노 갭을 갖는 수소저장합금의 제조방법, 및 수소저장합금
KR20150075268A (ko) * 2013-12-24 2015-07-03 주식회사 포스코 수소저장용 마그네슘-팔라듐 나노시트 제조방법 및 이로부터 제조된 수소저장용 마그네슘-팔라듐 나노시트

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. Lototskyy et al, "Magnesium-carbon hydrogen storage hybrid materials produced by reactive ball milling in hydrogen", Carbon, Vol. 57, p. 146 (2013). *
W. Liu et al, "Size effects and hydrogen storage properties of Mg nanoparticles synthesised by an electroless reduction method", J. Mater. Chem. A., Vol. 2, p.9718 (2014). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114951635A (zh) * 2022-06-17 2022-08-30 福州市微纳新创医疗科技有限公司 一种尺寸和形貌可控的镁纳米颗粒、其制备方法和调控方法以及应用
WO2024096342A1 (ko) * 2022-11-04 2024-05-10 한국과학기술원 수소저장용 다공성 마그네슘 구조체, 제조 방법 및 수소저장 방법

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