목차
표제지=0,1,1
제출문=0,2,1
요약문=i,3,4
SUMMARY=v,7,4
CONTENTS=ix,11,2
목차=xi,13,2
그림목차=xiii,15,4
표목차=xvii,19,1
제1장 서론=1,20,3
제2장 탄소계 소재의 수소저장 이용 연구 현황=4,23,1
제1절 개요=4,23,5
제2절 나노구조 탄소재료의 수소저장 특성=9,28,2
1. 탄소재료의 구조형태에 따른 수소저장 특성=11,30,5
2. 탄소나노튜브 수소저장능의 이론적 예측=15,34,7
3. 탄소 재료의 수소저장 증가 방법=21,40,7
4. 수소저장량 분석 및 기타=27,46,4
제3절 비금속계 수소저장재=31,50,1
1. 탄소나노튜브와 전도성 고분자=31,50,10
2. 기타 다공성 탄소계 나노구조체=41,60,4
제3장 수소저장용 소재 제조 및 분석=45,64,1
제1절 소재의 제조 방법=45,64,2
1. 카본나노튜브=46,65,1
가. 촉매제조=46,65,1
나. 탄소나노튜브 제조 및 정제=47,66,3
2. 다공성 카본나노구조체=49,68,2
3. 전도성 고분자 및 나노세공탄소체=51,70,1
제2절 분석 방법=52,71,1
1. 수소저장량 측정 방법=52,71,3
2. XRD=55,74,1
3. TPD/TPR=55,74,1
4. TG=55,74,1
5. SEM,HRTEM 및 Raman분석=55,74,1
6. FT-IR=55,74,2
제4장 실험 결과 및 고찰=57,76,1
제1절 탄소나노튜브의 물성=57,76,1
1. 촉매에 따른 나노튜브 특성 비교=57,76,6
2. 탄소나노튜브의 성장에 미치는 수소의 영향=63,82,13
3. 탄소나노튜브의 성장 메커니즘=76,95,5
제2절 탄소나노튜브의 수소저장 특성=81,100,1
1. 압력에 따른 수소저장 특성=81,100,1
2. 시간에 따른 수소저장 특성=81,100,2
3. 열처리에 따른 수소 저장 특성=82,101,6
4. 사이클 실험에 의한 수소저장 특성=88,107,2
5. 활성화에 따른 수소저장 특성=90,109,2
6. 탄소재료의 비 표면적에 따른 수소저장 특성=92,111,1
7. 활성화에너지=93,112,1
8. FT-IR 분석 결과=93,112,1
9. 입자 분쇄 효과=93,112,3
제3절 비결정성 탄소재료의 수소저장 특성=96,115,1
1. 비결정성 탄소재료의 물성=96,115,1
2. 수소저장 특성=96,115,5
제4절 전도성 고분자 및 나노세공탄소체의 수소저장 특성=101,120,17
제5장 결론=118,137,2
제6장 향후계획=120,139,2
참고 문헌=122,141,7
영문목차
[title page etc.]=0,1,10
CONTENTS=0,11,9
Chapter 1. Introduction=1,20,3
Chapter 2. Current R&D Status of Carbon-based Materials for Hydrogen Storage=4,23,1
Section 1. Outline=4,23,5
Section 2. Hydrogen storage characteristics of nano-structured carbon materials=9,28,2
1. Hydrogen storage characteristics by carbon materials type=11,30,5
2. Theoretical prediction on hydrogen storage capability of CNT=15,34,7
3. Hydrogen storage capability increasing method of carbon-based materials=21,40,7
4. Analysis method of hydrogen storage performance=27,46,4
Section 3. Other hydrogen storage materials=31,50,1
1. Conducting polymers=31,50,10
2. Other porous carbon-based nano-structural materials=41,60,4
Chapter 3. Preparation and Analysis of Hydrogen Storage Materials=45,64,1
Section 1. Preparation method of hydrogen storage materials=45,64,2
1. Carbon nanotube=46,65,1
1.1 Preparation of Catalysts=46,65,1
1.2 Preparaton and purification of carbon nanotube=47,66,3
2. Porous nano-structured materials=49,68,2
3. Conductive polymers and nanoporous carbon materials=51,70,1
Section 2. Analysis method=52,71,4
5. SEM,HRTEM,Raman analysis=55,74,1
Chapter 4. Experimental Results and Discussions=57,76,1
Section 1. Properties of carbon nanotubes=57,76,24
Section 2. Hydrogen storage characteristics of carbon nanotube=81,100,1
1. Effect of pressure on hydrogen storage characteristics=81,100,1
2. Effect of time on hydrogen storage characteristics=81,100,2
3. Effect of thermal treatment on hydrogen storage characteristics=82,101,6
4. Effect of cycle number on hydrogen storage characteristics=88,107,2
5. Effect of activation on hydrogen storage characteristics=90,109,2
6. Effect of specific surface area on hydrogen storage characteristics=92,111,1
7. Activation energy=93,112,1
8. FT-IR analysis results=93,112,1
9. Milling effect=93,112,3
Section 3. Hydrogen storage characteristics of non-crystalline materials=96,115,1
1. Properties of non-crystalline carbon materials=96,115,1
2. Hydrogen storage characteristics=96,115,5
Section 4. Hydrogen storage characteristics of conductive polymers and nanoporous carbon materials=101,120,17
Chapter 5. Conclusions=118,137,2
Chapter 6. Future Plan=120,139,2
References=122,141,7
[그림 2-1] 년도별 수소저장재료의 저장효율 향상 목표=5,24,1
[그림 2-2] 각 수소저장기술 매체에 대한 에너지 밀도=8,27,1
[그림 2-3] SWNT의 구조와 기하학적 특성=10,29,1
[그림 2-4] 탄소나노튜브의 형태=11,30,1
[그림 2-5] 다양한 탄소재료의 수소저장량 비교=13,32,1
[그림 2-6] 흑연표면상의 √3×√3 크기의(윗부분) H₂ monolayer와 그렇지 않은(아랫부분) H₂ monolayer 상대밀도=17,36,1
[그림 2-7] LiOHㆍH₂O 의 FT-IR 분석 결과(LiOH + H₂O→LiOHㆍH₂O)=26,45,1
[그림 2-8] 전기화학방법에 의한 수소저장 측정장치 개략도=28,47,1
[그림 2-9] Band 구조와 나노튜브 직경의 의존성=31,50,1
[그림 2-10] Hydrogen TPD spectrum of degassed sample following a room temperature exposure to 500 torr (from proceedings of hydrogen program review NREL/CP-570-28890)=34,53,1
[그림 2-11] Hydrogen TDP Spectrum from polycrystalline pt taken from Thomas al.(Surface Science,in press)=35,54,1
[그림 2-12] 탄소계 복합 구조체=36,55,1
[그림 2-13] 폴리아닐린 (상)과 폴리피롤 (하) 구조=39,58,1
[그림 2-14] Pani의 고분자 구조 개념:WO,well-ordered;AM,amorphous(DR(이미지참조)〉〉DL(이미지참조))=40,59,1
[그림 2-15] 졸-겔법에 의한 다공성 탄소나노구조체의 제조 개략도=42,61,1
[그림 2-16] 콜로이드 실리카 평판합성법에 의한 균일한 다공성 탄소나노구조체의 제조단계의 개략도=43,62,1
[그림 3-1] 카본 나노튜브 제조 장치 개략도 (상) 및 사진(하)=48,67,1
[그림 3-2] 카본 나노튜브 제조 개념도=49,68,1
[그림 3-3] 다공성 탄소나노구조체의 제조 과정=50,69,1
[그림 3-4] 수소저장량 측정에 사용된 흡착 장치의 개념도=53,72,1
[그림 3-5] PCT 장치 개략도=54,73,1
[그림 3-6] IR cell 사진=56,75,1
[그림 4-1] 탄소나노튜브의 제조에 사용한 3가지 형태의 금속 촉매의 미세조직 사진 (a)NiMgO,(b)Ni/Zeolite,(c)LaNi5(이미지참조)=58,77,1
[그림 4-2] NiMgO 촉매 금속의 TEM 사진(a) 및 회절상(b),XRD 회절 pattern(c)=59,78,1
[그림 4-3] 온도와 촉매금속의 종류에 따른 탄소나노튜브의 수율=60,79,1
[그림 4-4] LaNi5(이미지참조) 촉매금속 위에 생성된 탄소나노튜브의 미세조직=62,81,1
[그림 4-5] NiMgO 촉매의 온도와 사용가스에 대한 수율 변화=64,83,1
[그림 4-6] CH₄를 사용한 경우(a)와 CH₄와 H₂ 혼합가스를 사용한 경우(b)의 미세조직사진=65,84,1
[그림 4-7] 탄소나노튜브의 합성 시 생성되는 비정질 탄소의 미세구조=66,85,1
[그림 4-8] 촉매를 제거전과 후의 XRD pattern (a) 650℃에서 CH₄를 사용하여 합성한 탄소나노튜브,(b) 700℃에서 CH₄와 H₂ 혼합가스를 사용하여 합성한 탄소나노튜브=67,86,1
[그림 4-9] NiMgO 촉매를 사용한 탄소나노튜브의 TGA 분석 결과=68,87,1
[그림 4-10] 촉매금속위에 생성된 탄소 나노튜브의 SEM 미세조직 (a) NiMgO,(b) Ni/Zeolite,(c) LaNi5(이미지참조)=70,89,2
[그림 4-11] 탄소나노튜브의 성장 mechanism=72,91,1
[그림 4-12] 탄소나노튜브 내에 존재하는 촉매 금속=73,92,1
[그림 4-13] 탄소나노튜브 안에 존재하는 촉매 금속=74,93,1
[그림 4-14] 촉매에 따른 탄소나노튜브의 형태=75,94,1
[그림 4-15] NiMgO촉매 위에 650℃에서 CH₄를 사용해 합성한 탄소나노튜브의 TEM 사진=77,96,1
[그림 4-16] 탄소나노튜브의 Raman 분석 결과=78,97,1
[그림 4-17] 산처리를 통해서 금속촉매가 제거된 탄소나노튜브의 미세조직 사진=79,98,1
[그림 4-18] 탄소나노튜브의 압력에 따른 수소저장특성=83,102,1
[그림 4-19] 탄소나노튜브의 시간에 따른 수소저장특성=84,103,1
[그림 4-20] 열처리 효과의 개념(Ref. R. E. Smalley. C.P.L.321(2000)292.)=85,104,1
[그림 4-21] Gas Chromatograph를 이용한 열처리중 생성되는 가스분석=86,105,1
[그림 4-22] 촉매제거 전(a)과 촉매제거 후(b),열처리 후(c)의 XRD 분석결과=87,106,1
[그림 4-23] 탄소나노튜브의 수소저장사이클 실험결과 (a)열처리전,(b)열처리후=89,108,1
[그림 4-24] 활성화전과 활성화 후의 탄소나노튜브의 수소저장특성=91,110,1
[그림 4-25] Spiral type tube에서의 수소 탈착에너지(Tc=최대탈착온도,a=mddhs속도,R=기체상수)=94,113,1
[그림 4-26] Spiral type tube의 FT-IR 분석 결과 (수소흡수 이전)=95,114,1
[그림 4-27] 분쇄,펠릿화한 이후의 시료들의 수소흡착량 비교=95,114,1
[그림 4-28] 비정질 탄소재료의 미세조직 사진 (a) 활성탄,(b) 탄소섬유,(c) porous carbon replica=98,117,1
[그림 4-29] 비정질 탄소재료의 수소저장 특성 (a) 활성탄,(b) 탄소섬유,(c) porous carbon replica=99,118,1
[그림 4-30] DAY 제올라이트의 수소저장특성=100,119,1
[그림 4-31] (a) 산처리 전후의 CMK-1 탄소체의 X 선 회절 스펙트럼,(b) 탄소분자체 CMK-1의 전자현미경 사진.=101,120,1
[그림 4-32] 전도성 고분자의 산처리 전후의 X선 회절 스펙트럼=103,122,1
[그림 4-33] 알킬사슬형 도핑분자가 치환된 전도성 고분자의 X선 회절 스펙트럼=105,124,1
[그림 4-34] 알킬사슬형 도핑분자가 치환된 전도성 고분자의 FT-IR 스펙트럼 (a)C4-Pani,(b) C6-Pani,(c) C8-Pani and (d) C10-Pani=106,125,1
[그림 4-35] 산처리에 의한 고분자 mesopore 변화 개념도=107,126,1
[그림 4-36] 전도성 고분자의 주사전자현미경 사진:(a) Pani,(b) Ppy,(c) HCl treated Pani 및 (d) HCl treated Ppy.=108,127,1
[그림 4-37] Mapping of the distribution of the S K line in the PANI (a) before and (b) after the treatment of hydrochloric acid and the Ppy (c) before and (d) after the treatment of hydrochloric acid. The dot indicated the sulfur component.=109,128,1
[그림 4-38] Amount of hydrogen adsorption on Pani:(●) 1st adsorption,(▼) 2nd adsorption after evacuation at room temperature,and (■) 3rd adsorption after heating the sample at 473 K.=112,131,1
[그림 4-39] The amount of H₂ in wt % for both (●) the Pani and (○) the Ppy treated with concentrated hydrochloric acid. The measurement was started after evacuation at 473 K and subsequently at room temperature till at least 0.13 Pa. The amount of hydrogen sorption was calculated based on the pressure change after the calibration with the control data. The control data was measured using the empty cell before and after the change of sample.=114,133,1
[그림 4-40] TGA patterns of PANI and Ppy.=115,134,1
[표 2-1] 수소와 다른 에너지와의 에너지밀도 비교=5,24,1
[표 2-2] 수소저장법 비교=6,25,1
[표 2-3] 탄소재 이용 수소저장 논문 발표 건수=7,26,1
[표 2-4] 다양한 탄소재료의 수소저장량 비교=12,31,1
[표 2-5] 전이금속의 화학흡착 특성=33,52,1
[표 4-1] 탈착 활성화에너지=94,113,1
[표 4-2] 고분자의 시료 전도성 측정=110,129,1
[표 4-3] 전도성 고분자 시료의 수소저장 능력과 다른 물질과의 비교=116,135,1