일반기술

알루미나 나노튜브의 제조 방법 및 제조된 알루미나나노튜브의 수소저장체로서의 용도

물리적인 수소 저장방법으로 수소를 고압 용기 내에 100기압 이상으로 압축 저장하여 사용하는 방법이 있으나, 이것을 수송 수단에 탑재하여 사용하는 것은 안전상 매우 위험하다. 그리고 다른 물리적인 저장 방법으로 수소를 끓는점(20.3K) 이하의 극저온에서 저장하는 방법이 있는데, 이 방법은 수소의 저장 부피를 상당히 줄여줌으로 많은 양의 수소를 저장할 수 있으나, 극저온을 유지하기 위한 부대 장치가 필요하게 됨으로 경제적인 측면에서 무리가 따른다.화학적인 수소 저장방법으로 수소저장합금을 이용한 수소저장법이 있다. 이는 수소를 효율적으로 저장할 수 있으나, 수소의 저장 및 방출을 반복적으로 수행할 경우 수소 내의 불순물에 의해 수소저장합금의 변형이 수반되어 수소 저장 용량이 떨어지는 문제점이 있는 것으로 알려져 있다. 그리고 금속합금을 저장 매체로 사용함으로써 단위 부피당 무게가 커져서 이동 수단에 탑재하여 사용하는 것은 힘든 단점이 있다.또 다른 수소의 저장 방법으로는 고체 물질에 가스 상의 수소를 흡착시켜서 저장하는 방법이 있다. 이러한 방법들 중, 탄소 나노튜브 또는 나노 구조의 탄소 재료에 의한 수소 저장방법의 기 보고된 결과에 의하면 10 중량%를 휠씬 상회하는 수소 저장 효율을 보여 주고 있기는 하나, 이러한 결과들은 재현성이 부족하여 아직 많은 연구자들이 연구를 진행 중에 있다.미국의 에너지부(DOE)의 수소 저장 목표치인 6.5중량% 이상의 수소 저장 효율과 위에서 언급된 여러 문제점들이 배제된 안정성과 경제성이 확보된 수소저장방법을 개발하기 위해 현재 많은 연구가 진행되고 있다.본 기술은 온화한 조건에서 대량 생산이 가능한, 계면활성제를 이용한 알루미나 나노튜브의 제조방법을 제공한다.본 기술은 상기 제조방법에 의하여 제조된 알루미나 나노튜브를 이용하여, 기존의 수소 저장 방법보다 수소 저장 효율이 높으면서도, 안전하고, 재현성이 좋으며, 경제적인 수소 저장 방법을 제공하는 것이다.본 기술은a) 계면활성제 및 알루미나 전구체를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계b) 상기 혼합물에 물을 가하는 단계c) 물이 가해진 혼합물을 수열합성하는 단계 및d) 건조 및 소성과정을 통해 잔류 계면활성제를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미나 나노튜브의 제조방법을 제공한다.본 기술에 의해 제조된 계면 활성제를 이용한 알루미나 나노튜브는, 기존의 나노튜브에 비하여 온화한 조건에서의 대량 생산이 가능하고, 수소를 상대적으로 적은 부피 내에 대량으로 저장하고 안전하게 수송할 수 있으므로 수소 저장체로써의 활용될 수 있을 뿐 아니라, 더 나아가 리튬 이차 전지로써 응용이 가능하다.