알칼리 용액 내에서 가수분해를 통해 고속 수소발생을 위한 Al-Ni합금 설계

Abstract

화석연료고갈과 환경오염으로 인하여 많은 과학자들은 새로운 에너지 자원이나 에너지 변환 및 생성하는 소자에 대하여 많은 연구를 하고 있다. 수소는 친환경적이면서 재생 가능함 등 여러 혜택을 누리게 함으로 미래 에너지원으로 적합하다. 그러나 수소가 에너지원으로써 널리 이용되기 위해서는 수소 생산 및 저장하는 분야에 많은 기술적인 진전이 요구된다. 금속이 가수분해하는 동안 발생하는 수소를 축출하는 방법은 온보드로 수소를 발생 및 생산하는 방법 중 하나다. 이 분야로는 알루미늄이 적합한 금속으로 여겨지고 있다. 그 동안 고속 가수분해를 목적으로 하는 알루미늄 합금 설계에 대한 연구가 많이 진행되어 왔는데 이는 주로 분말형태 알루미늄을 이용한 연구들이었다. 분말로 제조한 알루미늄합금은 벌크형의 알루미늄 합금보다 빠른 가수분해를 일으켜 더 높은 수소발생속도를 얻게 할 수 있지만 가격, 저장문제, 위험성 등 여러 문제를 낳는다. 본 연구에서는 벌크형의 알루미늄을 이용하여 Ni함량이 다른 몇 가지 Al-Ni합금을 전통적인 방법으로 주조로 제조하여 각각의 미세조직을 분석하였다. 그리고 Ni함량, NaOH농도, 반응환경의 온도와 같은 조건들이 가수분해에 미치는 영향을 조사하여 가수분해에 있어서 최적의 조건들을 제시하였다. 또한 합금에 냉간압연과 어닐링과 같은 추가적인 가공을 했을 때 이들의 미세조직 및 수소발생양상에 미치는 영향 또한 조사하였다.