신소재의 이해

1.수소저장합금 [水素貯藏合金, metallic alloy for hydrogen storage]

태양에너지를 이용하여 해수(海水)로부터 얻을 수 있는 수소는 자원적 제약을 받지 않을 뿐만 아니라 환경보전 측면에서도 문제되지 않는 적격한 에너지 매체로서 주목되었다. 따라서 안전하면서도 효율적인 저장방법과 수송방법을 검토하게 되어, 1960년 최초로 네덜란드의 필립스사(社)에서 란탄-니켈계(系)의 수소저장합금을 개발하였다. 이것은 금속과 수소가 반응하면 금속이 수소가스를 흡수하게 되어 금속수소화물을 생성하고, 이를 다시 가열하면 수소가 방출되는데, 금속에 따라 흡수 방출의 양과 난이도(難易度)가 다르다. 그 중에서도 티탄-철합금, 란탄-니켈합금, 마그네슘-니켈합금 등은 거의 실용화 단계에 있다. 수소기관자동차, 태양열을 이 합금에 저장하는 냉난방시스템, 핵융합(核融合)에 이용하는 중수소(重水素)의 분리, 또한 도로에 쌓인 눈을 녹이는 데 응용하려는 연구도 진행되고 있다.

2.수소 화합물의 세 가지 분류

첫 번째는 이온성 수소 화합물이다. 흔히 수소화물이라고 불리는 화합물로써 1족, 2족과 같은 반응성이 큰 금속들과 수소가 결합하여 만들어진다(예:NaH, CaH2 등). 이들은 금속 양이온과 수소화 음이온(H-)으로 결합이 이루어지며, 이들은 물에 들어가면 수소 기체를 발생시키는 격렬한 반응을 한다.
NaH+H2O → NaOH+H2
두 번째는 공유 결합성 수소 화합물이다. 수소가 비금속 원소들과 화학 결합을 하여 만들어진다.(예:HCl, CH4, NH3 등) 공유 결합성 수소 화합물에서 가장 중요한 물질 중의 하나는 물이다. 물은 수소 결합으로 인한 여러 가지 특징이 나타나며, 생명체에게는 없어서는 안 될 물질인데, 물은 생체 기관에 독성이 없는 아주 드문 물질이기도 하다.
세 번째 부류는 소위 틈새 수소 화합물이다. 전이 금속 결정이 …

3.수소저장합금에 의한 저장기술

1) 수소저장합금에 의한 저장

2) 수소저장합금

① 활성화가