해수를 분리해 '그린' 수소 생산
날짜:
2023년 2월 1일
원천:
애들레이드 대학교
요약:
연구원들은 녹색 수소를 생산하기 위해 전처리 없이 바닷물을 성공적으로 분리했습니다.
연구원들은 녹색 수소를 생산하기 위해 전처리 없이 바닷물을 성공적으로 분리했습니다.
국제 팀은 애들레이드 대학의 Shizhang Qiao 교수와 화학 공학부의 Yao Zheng 부교수가 이끌었습니다.
Qiao 교수는 "우리는 천연 해수를 거의 100% 효율로 산소와 수소로 분리하여 상업용 전해조에서 귀중하지 않고 값싼 촉매를 사용하여 전기분해를 통해 녹색 수소를 생산했습니다."라고 말했습니다.
전형적인 비귀금속 촉매는 표면에 산화크롬이 있는 산화코발트입니다.
Zheng 부교수는 "우리는 역삼투압 제거, 정제 또는 알칼리화와 같은 전처리 공정 없이 바닷물을 공급원료로 사용했다"고 말했다.
"해수에서 작동하는 촉매를 사용하는 상업용 전해조의 성능은 고도로 정제된 탈이온수의 공급원료에서 작동하는 백금/이리듐 촉매의 성능에 가깝습니다.
팀은 Nature Energy 저널에 연구 결과를 발표했습니다 .
Zheng 부교수는 "현재 전해조는 고도로 정제된 물 전해질로 작동됩니다. 화석 연료에서 생성된 에너지를 부분적으로 또는 전체적으로 대체하기 위해 수소에 대한 수요가 증가하면 점점 더 제한되는 담수 자원의 희소성이 크게 증가할 것"이라고 말했습니다.
바닷물은 거의 무한한 자원이며 천연 공급 원료 전해질로 간주됩니다. 이것은 해안선이 길고 햇빛이 풍부한 지역에 더 실용적입니다. 그러나 해수가 부족한 지역에서는 실용적이지 않습니다.
해수 전기분해는 전극 부반응과 해수 사용의 복잡성으로 인한 부식 때문에 순수한 물 전기분해에 비해 아직 초기 개발 단계에 있습니다.
Zheng 부교수는 "담수화 및 탈이온화를 포함한 기존 전해조의 경우 불순한 물을 순도 수준으로 처리하는 것이 항상 필요하며, 이는 공정의 운영 및 유지 관리 비용을 증가시킵니다."라고 말했습니다.
"우리의 연구는 전처리 시스템과 알칼리 첨가 없이 해수를 직접 활용할 수 있는 솔루션을 제공하며, 이는 기존의 금속 기반 성숙 순수 전해조와 유사한 성능을 나타냅니다."
연구팀은 연료 전지용 수소 생성 및 암모니아 합성과 같은 상업적 공정에 사용할 수 있도록 더 큰 전해조를 사용하여 시스템을 확장하는 작업을 할 것입니다.
연구원들은 녹색 수소를 생산하기 위해 전처리 없이 바닷물을 성공적으로 분리했습니다.
국제 팀은 애들레이드 대학의 Shizhang Qiao 교수와 화학 공학부의 Yao Zheng 부교수가 이끌었습니다.
Qiao 교수는 "우리는 천연 해수를 거의 100% 효율로 산소와 수소로 분리하여 상업용 전해조에서 귀중하지 않고 값싼 촉매를 사용하여 전기분해를 통해 녹색 수소를 생산했습니다."라고 말했습니다.
전형적인 비귀금속 촉매는 표면에 산화크롬이 있는 산화코발트입니다.
Zheng 부교수는 "우리는 역삼투압 제거, 정제 또는 알칼리화와 같은 전처리 공정 없이 바닷물을 공급원료로 사용했다"고 말했다.
"해수에서 작동하는 촉매를 사용하는 상업용 전해조의 성능은 고도로 정제된 탈이온수의 공급원료에서 작동하는 백금/이리듐 촉매의 성능에 가깝습니다.
팀은 Nature Energy 저널에 연구 결과를 발표했습니다 .
Zheng 부교수는 "현재 전해조는 고도로 정제된 물 전해질로 작동됩니다. 화석 연료에서 생성된 에너지를 부분적으로 또는 전체적으로 대체하기 위해 수소에 대한 수요가 증가하면 점점 더 제한되는 담수 자원의 희소성이 크게 증가할 것"이라고 말했습니다.
바닷물은 거의 무한한 자원이며 천연 공급 원료 전해질로 간주됩니다. 이것은 해안선이 길고 햇빛이 풍부한 지역에 더 실용적입니다. 그러나 해수가 부족한 지역에서는 실용적이지 않습니다.
해수 전기분해는 전극 부반응과 해수 사용의 복잡성으로 인한 부식 때문에 순수한 물 전기분해에 비해 아직 초기 개발 단계에 있습니다.
Zheng 부교수는 "담수화 및 탈이온화를 포함한 기존 전해조의 경우 불순한 물을 순도 수준으로 처리하는 것이 항상 필요하며, 이는 공정의 운영 및 유지 관리 비용을 증가시킵니다."라고 말했습니다.
"우리의 연구는 전처리 시스템과 알칼리 첨가 없이 해수를 직접 활용할 수 있는 솔루션을 제공하며, 이는 기존의 금속 기반 성숙 순수 전해조와 유사한 성능을 나타냅니다."
연구팀은 연료 전지용 수소 생성 및 암모니아 합성과 같은 상업적 공정에 사용할 수 있도록 더 큰 전해조를 사용하여 시스템을 확장하는 작업을 할 것입니다.
출처 : https://www.sciencedaily.com/