수소 생산 방법은 청정 에너지 가능성을 엽니다.

수소 생산 방법은 청정 에너지 가능성을 엽니다.
날짜:
2022년 5월 23일
원천:
워싱턴 주립 대학
요약:
에탄올과 물에서 수소 가스를 생산하는 새로운 에너지 효율적인 방법은 깨끗한 수소 연료를 자동차에 사용되는 가솔린에 대한 보다 실행 가능한 대안으로 만들 가능성이 있습니다.

에탄올과 물에서 수소 가스를 생산하는 새로운 에너지 효율적인 방법은 깨끗한 수소 연료를 자동차에 사용되는 가솔린에 대한 보다 실행 가능한 대안으로 만들 가능성이 있습니다.

워싱턴 주립 대학의 연구원들은 순수한 압축 수소를 생산하기 위해 에탄올과 물의 혼합물과 소량의 전기를 새로운 변환 시스템에 사용했습니다. 혁신은 수소가 주유소에서 현장에서 만들어질 수 있다는 것을 의미하므로 에탄올 용액만 운송하면 됩니다. 청정에너지 연료로 사용하는데 걸림돌이 되어온 고압수소가스를 수송할 필요성을 없애기 위한 중요한 단계입니다.

Applied Catalysis A 저널에 게재된 논문의 교신저자이자 Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering 교수인 Su Ha는 "이것은 수소 가스를 생산하는 방법에 대한 새로운 사고 방식입니다."라고 말했습니다 . "자원이 충분하다면 가까운 장래에 수소 경제에 큰 영향을 미칠 수 있는 정말 좋은 기회가 있다고 생각합니다."

수소를 자동차 연료로 사용하는 것은 유망하지만 실현되지 않은 청정 에너지입니다. 전기 자동차와 마찬가지로 수소 연료 전지 자동차는 유해한 이산화탄소를 배출하지 않습니다. 전기차와 달리 수소충전소에서 몇 분 만에 수소가스를 채울 수 있다.

그러나 수소 기술의 가능성에도 불구하고 고압 수소 가스를 연료 탱크에 저장 및 운송하는 것은 상당한 경제적 및 안전 문제를 야기합니다. 이러한 도전으로 인해 미국에는 수소 가스 인프라가 거의 없고 기술의 시장 침투율이 매우 낮습니다.

그들의 작업에서 WSU 연구원은 양극과 음극이 있는 변환 시스템을 만들었습니다. 촉매가 있는 에탄올과 물의 혼합물에 소량의 전기를 넣으면 순수한 압축 수소를 전기화학적으로 생산할 수 있었다. 반응에서 나온 이산화탄소는 액체 형태로 포획됩니다.

유해 수소가스를 운송해야 하는 대신 기존의 에탄올 운송 인프라를 활용할 수 있고, 주유소에서 압축된 수소가스를 쉽고 안전하게 온디맨드로 생성할 수 있다는 의미다.

"우리는 이미 모든 주유소에서 에탄올 함유 휘발유를 사용하고 있습니다."라고 Ha가 말했습니다. "우리의 기존 인프라를 사용하여 에탄올 물 혼합물을 지역 주유소로 쉽게 전달할 수 있고 우리 기술을 사용하여 수소 연료 전지 자동차에 펌핑 할 준비가 된 수소를 생산할 수 있다고 상상할 수 있습니다. 우리는 필요하지 않습니다. 수소 저장이나 운송에 대해 전혀 걱정하지 마십시오."

연구팀이 개발한 전기화학 시스템은 순수한 물 분해 전기의 절반 미만을 사용하는데, 이는 연구자들이 탈탄소화된 수소 생산을 위해 연구한 또 다른 방법입니다. 이후 공정에서 수소 가스를 압축하기 위해 열심히 노력하는 대신, 연구원들은 액체 에탄올 혼합물을 압축하는 대신 이미 압축된 수소 가스를 직접 생성함으로써 에너지를 덜 사용했습니다.

논문의 공동 저자인 대학원생인 Wei-Jyun Wang은 "물에 에탄올이 존재하면 화학 반응이 변화합니다."라고 말했습니다. "우리는 실제로 순수한 물 전기분해에 일반적으로 필요한 것보다 훨씬 더 낮은 전압에서 반응을 수행할 수 있습니다."

그들의 시스템은 또한 다른 물 분해 방법처럼 값비싼 막을 필요로 하지 않습니다. 전기화학 반응에서 생성된 수소는 사용할 준비가 됩니다.

제이미 키(Jamie Kee) Voiland School 박사후 연구원이자 수석 저자 중 한 명인 제이미 키(Jamie Kee)는 "물 전기분해에 대한 낮은 전기 에너지 비용 대안을 제공하고 이산화탄소를 효과적으로 포집하면서 압축 수소를 생산할 수 있는 공정은 수소 경제에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다"라고 말했습니다. 종이에. "수소 생산 방법을 개선하는 데 영향을 미치는 많은 측면이 있기 때문에 정말 흥미진진합니다."

연구원들은 기술을 확장하고 지속적으로 운영하기 위해 노력하고 있습니다. 그들은 또한 액체에 포획된 이산화탄소를 활용하기 위해 노력하고 있습니다.