수소저장합금을 이용한 수소자동차의 원리

소개글

수소저장합금을 이용한 수소자동차의 원리에 대한 보고서 자료입니다.

목차

WAHT? Metal Hydride
1) Hydrogen Fuel
2) Advantage of Hydrogen fuel
3) Method for making hydrogen fuel
4) Hydrogen storage alloy
5) Basic theory of Hydrogen storage alloy

WHY? Needs ofHydrogen Vehicle
1) Economical view
2) Environment view

HOW?? Classification of Hydrogen storage alloy
1) 수소저장합금의 재료
2) 수소저장합금의 종류
3)수소저장합금의 수소저장원리
(1)수소저장합금의 문제점
(2)수소저장합금의 해결방안
(3)수소자동차용 연료탱크
(4) 수소자동차의 작동원리
① 연료분사형
②연료전지형

WHO??Development tendency
BMW사의 Hydrogen 7 (연료분사형)
HONDA의 FCX Clarity (연료전지형)

WHERE? Market tendency
UN 및 세계 각국 정부의 수소 연료 자동차 개발 및 지원현황

참고문헌

본문내용

what??
1)수소연료
수소를 내연기관으로 연료로 사용하기 위한 시도는 이미 1800년대 초반에 시작
그러나 이상연소의 발생으로 인해 무산
▼
1970년대 유류파동을 계기로 대체연료에 대한 연구가 활성화 수소에 대한 관심 고조
청정 연료 재생 가능한 에너지원이기 때문에 실용화에 기대
2) 수소 연료원의 장점
▶ 물에서 수소를 얻을 수 있다.
▶ 비교적 에너지 저장율이 높다.
▶ 에너지를 얻는 과정에서 오염물질이 거의 배출되지 않는다.
▶ 연료전지의 경우 에너지효율이 상당히 높다.
▶ 수소는 우리가 많이 쓰는 LPG나 LNG에 비해 안전하다.
수소가 에너지원으로서 가지는 장점은 연소하면 매우 적은 양의 질소산화물만을 발생할 뿐 다른 공해물질이 생기지 않는다는 점이다. 또한, 수소는 지구상에 존재하는 거의 무한한 양의 물을 원료로 만들어내며, 사용 후에는 다시 물로 재순환되기 때문에 고갈될 걱정이 없는 무한 에너지원이다. 따라서 수소는 저공해자동차의 필요성이 대두되는 현대사회에서 자동차의 연료로서 환영받고 있다. 이외에도 수소는 산업용 기초 소재, 일반 연료, 수소비행기 등 넓은 범위에서 에너지원으로 사용되고 있다.
3)수소저장합금
수소저장합금은 수소와 화학적으로 반응하여 금속의 표면에 수소를 흡착시킬 수 있는 합금인데, 수소흡수 저장합금이라고도 한다.
수소저장합금은 온도를 낮추거나 압력을 높여주면, 수소를 흡수하여 금속 수소 화합물로 되고 그와 동시에 열을 방출한다.
반대로 온도를 올리거나 압력을 낮추면 다시 수소를 방출하고 열을 흡수하는 성질을 가진 새로운 금속 재료가 된다.
수소저장합금을 사용해서 수소를 저장하면, 과거와 같이 무거운 고압 봄베를 사용하거나 극저온에서 액화시키지 않아도 되며, 폭발의 위험이 있는 수소를 안전하게 저장, 운반할 수 있다.
따라서 수소자동차의 수소저장용기로 쓰이고 있으며, 수소 저장합금의 흡열, 발열 반응이 일어나는 성질을 이용해 냉난방 장치와 공장의 폐열 회수 시스템으로 운용하는 연구도 활발히 추진되고 있다.
수소저장합금의조건
① 활성화가 용이할 것.
② 수소의 저장능력이 클 것.
③ 수소의 흡수 및 방출속도가 클 것.
④ 사용온도에 적합한 생성열(반응열)을 가지고 있을 것.
⑤ 수소의 흡수와 방출과정에서 평탄압력을 나타내는 Plateau 영역이 크고, 그 경사도가 작을 것.
⑥ 수소의 반복적인 흡수와 저장에 따라 열화 되지 않을 것.
⑦ 불순가스에 대한 내피독성이 클 것.
⑧ 합금의 가격은 저렴하고 가벼울 것.
⑨ 합금의 미분화가 작고, 내구성이 우수할 것
4) 수소저장합금의 기본원리
수소원자는 수소저장합금을 구성하는 금속원자들 사이의 작은 공간에 스며들어가게 되는데, 금속 중에는 수소를 잘 흡수하여 강하게 결합하는 희토류금속 (란탄, 티타늄, 마그네슘등) 과 수소를 잘 흡수하지 않는 천이금속 (철,니켈등)을 적절하게 조합하여 수소를 흡수하기도 방출하기도 하는 수소저장합금을 만든다.
즉 수소저장합금은 수소와 반응하여 금속수소화물을 만든다. 많은 금속수소화물들이 액체수소 이상의 밀도로 수소를 저장할 수 있으므로, 고압가스로 수소를 저장하는 것보다 저장효율 향상이 기대되어 수소저장용으로 금속수소화물의 개발이 이루어지고 있다. 금속 및 합금 M이 수소와 반응하여 금속수소화물을 만드는 반응에서 반응열을 ΔH라고 하면, 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.
일반적으로 수소를 흡수하는 반응은 발열반응이며, 수소를 방출하는 반응은 흡열반응이다. 이들 반응은 수소의 압력과도 관계하게 되므로 온도 및 압력을 조절하여 수소를 저장하거나 저장된 수소를 다시 방출시킬 수 있다.
why??
수소연료 자동차의 필요성
1)경제적 측면 (유가상승)
고유가, 한국경제 안전한가? (현대경제연구원)
- 현대경제연구원, ‘유가 급등이 한국경제에 미치는 영향과 대응 방안’ 제시
- 개도국의 원유 수요 급증과 산유국의 생산 여력 저하, 국제 투기 자금 유입 등으로  지난 5월 평균 두바이유가 119.22달러로 사상 최고치 기록
유가 상승이 한국 경제에 미치는 영향
유가(달러)
당해 성장률 하락폭(%p)
소비자물가
상승률(%p)
상품수지 감소규모(억 달러)
무역수지 전망(억 달러)
- 환율 상승 억제 및 물가 안정 정책 추진, 내수 진작 등의 대응책 필요
- 대체에너지 개발 및 에너지 자원 외교의 강화 등 중장기 에너지 전략 수립 절실
국제유가 상승…WTI 108.02달러
미 의회의 구제금융법안 채택 가능성으로 인한 금융시장 안정 및 석유수요 증대 기대감으로 국제 선물유가가 상승세를 나타냈다.
26일

키워드

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