| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 |
23권 1호 |
| 발표분야 |
E. 환경/센서 재료 분과 |
| 제목 |
고농도 수소가스 검지를 위한 다중층 이종금속촉매를 이용하는 저항식 수소센서 |
| 초록 |
수소는 차세대 신재생에너지 캐리어로서 수소연료전지, 수소연료전지자동차 등의 미래산업의 중요한 자원이며 기존 산업인 반도체, 철강, 석유화학 등의 분야에도 폭넓게 사용되고 있다. 수소는 공기 중 4% 이상의 농도에 이르면 폭발가능성이 높아지기 때문에 수소가스의 누설을 사전에 검지하기위한 센서의 개발이 활발히 이루어졌다. 하지만, 기존 개발된 수소검지센서는 4% 농도 이하의 안전센서 개발에 대한 연구가 집중되어 왔다. 근래에 이르러 연료전지 등의 보급으로 인해 고농도 수소의 사용의 수요가 높아짐에 따라 프로세싱을 위한 센서의 개발이 요구되고 있다. 대표적인 수소 검지 촉매로서 팔라듐이 대표적으로 사용되고 있다. 팔라듐은 단독으로 사용시 고농도 수소에 노출되면 알파상에서 베타상으로 전이되어 초기상태로 회복되는데 어려움이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 팔라듐-니켈 합금이 제안되었으며 20% 이상의 수소검지성능이 보고된 바 있다. 본 연구에서는 동시증착 스퍼터링등의 방법이 아닌 다중층 촉매금속 증착을 통해서 10 ~ 100% 수소농도를 성공적으로 검지하였다. 투과전자현미경을 사용해서 다층구조로 증착 된 것을 확인하였으며 팔라듐 층에 니켈 금속이 확산되어 있음을 Electron energy loss spectroscopy를 통해서 검증하였다. 수소검지 성능을 평가하기 위해서 재현성 및 반복테스트 등의 평가가 추가적으로 진행되었고, 실험결과를 통해서 개발된 본 센서물질은 고농도 수소 검지를 위한 잠재적인 가능성을 가지고 있음을 확인하였다. |
| 저자 |
이영안1, 서형탁1, 조용준2, 엄재현3, 장지상3
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| 소속 |
1아주대, 2신소재공학과, 3세종공업 |
| 키워드 |
수소; 팔라듐; 니켈; 고농도; 수소연료전지
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