Cryogenic hydrogen adsorption through crystalline nanoporous materials

Abstract

수소는 단위 질량당 에너지밀도가 가장 큰 물질이나, 단위 부피당 에너지 밀도가 매우 낮으므로 액화수소와 같이 보다 효율적인 저장기술 필요하다. 액화수소저장 방식을 상용화 하기 위해서는 액화수소저장탱크에서의 주요 문제인 Boil-off 현상을 해결해야 하지만, 이에 대한 보다 명확한 해결책이 현재까지는 미흡한 상황이다. 현재 다양한 방식(구조 개선, 단열 강화)을 통해 Boil-off 현상을 최소화 하려는 연구가 진행되고 있으나, 기본적으로 외부 열 유입을 원천적으로 차단하기는 어려우므로 Boil-off 현상을 저감 시키는 것 조차도 어려운 상황이다. 이러한 boil-off 현상이 존재할 경우, 20K 수소탱크에 극소량의 열 유입이 존재하면 액상에서 기상으로 상전이가 일어나며, 이러한 기화에 따른 압력은 매우 급격하게 증가 하게 된다. 그 결과 고압에 따른 위험 또는 수소방출에 따른 대량 수소손실이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 물리적 흡착 방식을 이용, 액화수소 boiling point(20K)를 Critical T(33.2K) 이상으로 증가시켜 boil-off 효과 저감 시키는 연구 결과를 보고 할 예정이다.