바닷물에서 직접 수소를 만드는 방법 -- 담수화 필요 없음

[아름이]

바닷물에서 직접 수소를 만드는 방법 -- 담수화 필요 없음
날짜:
2023년 2월 14일
원천:
RMIT 대학
요약:
연구원들은 진정으로 실행 가능한 녹색 수소 산업을 향한 중요한 단계에서 해수에서 직접 수소를 만드는 더 저렴하고 에너지 효율적인 방법을 개발했습니다. 새로운 방법은 해수를 수소와 산소로 직접 분리하여 담수화의 필요성과 관련 비용, 에너지 소비 및 탄소 배출을 건너뜁니다.

전체 이야기
연구원들은 진정으로 실행 가능한 녹색 수소 산업을 향한 중요한 단계에서 해수에서 직접 수소를 만드는 더 저렴하고 에너지 효율적인 방법을 개발했습니다.

RMIT 대학 연구원들의 새로운 방법은 해수를 직접 수소와 산소로 분리하여 담수화의 필요성과 관련 비용, 에너지 소비 및 탄소 배출을 건너뜁니다.

수소는 특히 제조, 항공 및 운송과 같이 탈탄소화가 어려운 산업에서 청정 미래 연료이자 중요한 에너지 문제에 대한 잠재적 솔루션으로 오랫동안 선전되어 왔습니다.

현재 전 세계의 거의 모든 수소는 화석 연료에서 나오며 그 생산으로 연간 약 8억 3천만 톤의 이산화탄소가 발생합니다*. 이는 영국과 인도네시아의 연간 배출량을 합친 것과 같습니다.

그러나 물을 분해하여 만드는 배출물이 없는 '녹색' 수소는 너무 비싸서 상업적으로 거의 실행 불가능하고 전 세계적으로 총 수소 생산량의 1%만 차지합니다.

RMIT의 부총장 선임 연구원이자 수석 연구원인 Nasir Mahmood 박사는 녹색 수소 생산 공정이 비용이 많이 들고 담수 또는 담수에 의존한다고 말했습니다.

Mahmood는 "우리는 수소가 특히 재생 에너지로 쉽게 전환할 수 없는 많은 산업 분야에서 청정 에너지원으로서 엄청난 잠재력을 가지고 있다는 것을 알고 있습니다."라고 말했습니다.

"하지만 진정으로 지속 가능하려면 우리가 사용하는 수소가 전체 생산 수명 주기에 걸쳐 100% 무탄소여야 하며 세계의 귀중한 담수 매장량을 줄여서는 안 됩니다.

"해수에서 직접 수소를 생산하는 우리의 방법은 간단하고 확장 가능하며 현재 시장에 있는 어떤 녹색 수소 접근 방식보다 훨씬 비용 효율적입니다.

"추가 개발을 통해 호주에서 번창하는 녹색 수소 산업의 확립을 앞당길 수 있기를 바랍니다."

Wiley 저널 Small 에 발표된 실험실 규모의 연구에 자세히 설명된 새로운 방법에 대한 임시 특허 출원이 제출되었습니다 .

차이점 나누기: 해수의 촉매제

녹색 수소를 만들기 위해 전해조는 물을 통해 전류를 보내 수소와 산소의 구성 요소로 분리하는 데 사용됩니다.

이러한 전해조는 현재 값비싼 촉매를 사용하고 많은 에너지와 물을 소비합니다. 1kg의 수소를 만드는 데 약 9리터가 필요할 수 있습니다. 그들은 또한 이산화탄소가 아닌 염소를 배출하는 유독성 물질을 배출합니다.

"해수를 사용할 때 가장 큰 걸림돌은 부산물로 생성될 수 있는 염소입니다. 이 문제를 먼저 해결하지 않고 전 세계 수소 수요를 충족한다면 매년 2억 4천만 톤의 염소를 생산하게 됩니다. - 이는 세계가 필요로 하는 염소의 3~4배입니다. 화석 연료로 만든 수소를 다른 방식으로 우리 환경에 해를 끼칠 수 있는 수소 생산으로 대체하는 것은 의미가 없습니다."라고 Mahmood는 말했습니다.

"우리 공정은 이산화탄소를 생략할 뿐만 아니라 염소 생성도 없습니다."

RMIT의 MC2E(Clean Energy and Environment) 연구 그룹의 다학제적 재료 팀이 고안한 새로운 접근 방식은 특히 바닷물과 함께 작동하도록 개발된 특수 유형의 촉매를 사용합니다.

박사 후보인 Suraj Loomba와 함께 수행한 이 연구는 비용 효율적으로 제조할 수 있는 매우 효율적이고 안정적인 촉매를 생산하는 데 중점을 두었습니다.

"이 새로운 촉매는 작동하는 데 에너지가 거의 필요하지 않으며 실온에서 사용할 수 있습니다."라고 Mahmood는 말했습니다.

"해수 분해를 위해 다른 실험적 촉매가 개발되었지만 복잡하고 확장하기가 어렵습니다.

Loomba는 "우리의 접근 방식은 간단한 방법을 통해 촉매의 내부 화학을 변경하는 데 중점을 두었습니다. 이는 비교적 쉽게 대규모로 생산할 수 있도록 하여 산업 규모에서 쉽게 합성할 수 있도록 합니다."라고 Loomba는 말했습니다.

Mahmood는 이 기술이 전기 분해기의 비용을 크게 낮추어 화석 연료 공급 수소와 경쟁할 수 있도록 킬로그램당 2달러의 녹색 수소 생산에 대한 호주 정부의 목표를 충족하기에 충분할 것이라고 말했습니다.

RMIT의 연구원들은 이 기술의 측면을 개발하기 위해 업계 파트너와 협력하고 있습니다.

연구의 다음 단계는 일련의 촉매를 결합하여 대량의 수소를 생산하는 프로토타입 전해조를 개발하는 것입니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/