플라스틱 폐기물로 녹색수소 만들기

[이매진]

플라스틱 폐기물로 녹색수소 만들기

https://www.techexplorist.com/making-green-hydrogen-plastic-waste/69924/

Making green hydrogen from plastic waste

그래핀 부산물은 '플래시' 수소 생산 비용을 상쇄한다고 Rice 연구는 밝혔습니다.

에 의해프란잘 메하르

2023년 9월 16일 오후 4:29 IST

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왼쪽: 폐플라스틱으로 형성된 나노 규모 플래시 그래핀 시트의 적층 스택의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지. 오른쪽: 폐플라스틱으로 형성된 나노 규모 플래시 그래핀 시트의 적층 스택의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지. (이미지 제공: Kevin Wyss/Tour lab)

청정 에너지 생산을 위한 주요 저장 연료는 연간 전 세계 에너지 생산의 9천만 톤 이상에 사용되는 수소 가스(H2)입니다. H2 1톤당 11톤의 CO2를 생성하는 금속 촉매 증기 메탄 개질 공정을 통해 95% 이상의 H2가 생성됩니다. 신재생에너지로 물을 전기분해해 생산한 '그린H2'는 CO2를 배출하지 않지만, 가격이 높아 경제성이 떨어진다.

라이스대학교 연구자들은 그 자체로 비용을 지불할 수 있는 저배출 방법을 사용하여 플라스틱 폐기물에서 수소를 수확하는 방법을 발견했습니다.

과학자 들은 종류별로 분류하거나 세척할 필요가 없는 혼합 폐플라스틱을 포함한 폐플라스틱을 고수율 수소 가스와 고부가가치 그래핀으로 전환 했습니다 . 제조된 그래핀을 현재 시장 가치의 5%(95% 할인)에 판매하면 깨끗한 수소를 무료로 생성할 수 있습니다.

약 4초 동안 과학자들은 급속 플래시 줄(Joule) 가열을 사용하여 플라스틱 쓰레기 샘플을 3100도 켈빈까지 가열했습니다. 이 과정은 폴리머의 수소를 증기로 바꾸고 믿을 수 없을 만큼 가볍고 강한 단일 탄소 원자 층인 그래핀을 남깁니다 .

라이스 박사과정 졸업생이자 주저자인 케빈 위스(Kevin Wyss)는 “ 플래시 줄 가열을 처음 발견하고 이를 폐플라스틱을 그래핀으로 업사이클하는 데 적용했을 때 많은 휘발성 가스가 생성되어 반응기에서 분출되는 것을 관찰했습니다 . 우리는 작은 탄화수소와 수소 의 혼합을 의심하면서 그것이 무엇인지 궁금했지만 정확한 구성을 연구할 수 있는 장비가 부족했습니다."

“예를 들어 폴리에틸렌은 탄소 86%와 수소 14%로 구성되어 있다는 것을 알고 있으며, 순도 94%의 가스로 수소 원자의 최대 68%를 회수할 수 있음을 입증했습니다. 이 방법으로 생산되는 수소를 포함한 모든 가스를 특성화하고 정량화하는 방법과 전문 지식을 개발하는 것은 어려웠지만 보람 있는 과정이었습니다.”

“이 작품에서 제가 배우고 사용한 기술이 마음에 들었습니다. 특히, 수명주기 평가 및 가스 크로마토그래피 ⎯는 우리 그룹의 다른 프로젝트에도 적용될 수 있습니다. 이번 작업을 통해 폐플라스틱으로부터 깨끗한 수소 생산이 가능해지고, 플라스틱 오염과 증기-메탄 개질을 통한 온실가스 집약적 수소 생산과 같은 주요 환경 문제를 해결할 수 있기를 바랍니다.”