In this study, coconut shell-based activated carbon was employed to fabricate monoliths for gas storage, designed as a key material for adsorbed natural gas (ANG) systems to replace conventional liquefied natural gas (LNG) technology. The monoliths were prepared by mixing granular activated carbon with an acrylic binder, carboxymethyl cellulose (CMC), and distilled water, followed by pressing the mixture in a 2.5 cm diameter mold at 10 MPa for 2 min. The molded bodies were dried at room temperature for 24 h and subsequently in an oven at 80^oC. The surface morphology, internal structure, and elemental composition of the monoliths were characterized using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The specific surface area, pore structure, and pore size distribution were analyzed by Brunauer-Emmett-Teller (BET) measurements. The density of the monoliths was determined using Acrchimedes’ principle, and their mechanical stability was evaluated by compressive strength testing. These results demonstrate the potential of coconut shell-based activated carbon monoliths as efficient storage media for ANG systems.

본 연구에서는 액화천연가스(LNG) 시스템을 대체할 수 있는 흡착천연가스(ANG) 기술의 핵심 소재로 야자계 활성탄소를 활용하여 가스 저장용 모노리스를 제조하였다. 모노리스는 적정 입도로 분쇄한 활성탄소, 아크릴계 바인더, 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 증류수를 혼합하여 반죽한 뒤, 지름 2.5 cm인 몰드에 적정량을 넣고 10 MPa 압력에서 2분간 프레싱하였다. 성형체는 상온에서 하루 동안 건조한 후 80^oC 오븐에서 추가 건조하였다. 제조된 모노리스의 표면 및 내부 미세구조와 원소 조성은 주사 전자 현미경(SEM)과 에너지 분산 X선 분광법(EDS)을 이용하여 분석하였다. 또한 비표면적과 기공 구조 및 크기는 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 분석을 통해 확인하였다. 밀도는 아르키메데스 원리를 적용하여 측정하였으며, 기계적 안정성은 압축 강도 시험을 통해 평가하였다. 본 연구 결과는 ANG 시스템의 고효율 가스 저장 매체 개발에 있어 야자계 활성탄소 기반 모노리스의 활용 가능성을 제시한다.

Keywords: 야자계 활성탄소(Coconut shell-based activated carbon), 모노리스(Monolith), 아크릴계 바인더(Acrylic binder), 기계적 특성(Mechanical properties)