미래에는 어떻게 돌아 다닐까요? 원유와 천연 가스의 성공은 무엇일까요? 하나의 옵션이 이미 존재합니다. 휘발유 에너지 밀도의 7 배입니다. 그것은 엄청난 양으로 구할 수 있습니다. 사실, 우리 각자는 약 XNUMX 킬로그램이 있으며 환경에 미치는 영향이 적습니다. 수소는 더 푸른 미래를위한 이상적인 파트너가 될 수 있습니다. 오늘날 수소는 이미 사회를 주도하고 있으며 훨씬 더 친환경적인 미래를 형성 할 잠재력이 있습니다.
EU와 G8 국가는 미래가 더 엄격한 기후 정책을 요구한다는 데 동의하고 2 년까지 이산화탄소 배출을 약속했습니다.이 기간 동안 전 세계 개인용 자동차의 수는 2050 억으로 두 배 이상 증가 할 것이므로 에너지 수요는 계속 증가하고 있습니다. 화석 연료는 줄어들고 있습니다. 세상은 단순히 예전처럼 계속 될 수 없습니다.
수소는 깨끗한 연료 원이며 온실 가스 및 기타 유해한 배기 가스를 생성하지 않고 연소됩니다. 기후 변화에 대한 한 가지 지속 가능한 해결책은 연료와 추진제에서 탄소를 추출하여 연소 중에 방출되는 온실 가스를 줄이는 것입니다. 연료 원으로서의 수소는 훌륭한 솔루션입니다. 그것은 연료 전지에서 전기 화학적으로 전력으로 전환 될 수 있으며, 이는 결과적으로 이산화탄소가 전혀없는 운송을 확보 할 수 있습니다.
수소와 그 편재성.
수소는 1766 년 영국 과학자 Henery Cavendish에 의해 처음 발견되었습니다. 우연히 그는 물이 수소와 산소로 구성되어 있음을 발견했습니다. 수소는 말 그대로 물을 만드는 것을 의미하는 라틴어 Hydrogenium에서 유래합니다. 그것은 주기율표의 첫 번째 요소이며 아무것도 아닙니다. 수소보다 가벼운 원소는 없으며 [우주에서 더 풍부한 원소는 없습니다. 수소는 순수한 에너지입니다. 아마도 가장 좋은 예는 태양이며, 그중 92.1 %는 수소입니다. 여기 지구상에서는 수소가 분자 내에서 화학적으로 결합 된 상태에서만 우세하고 순수한 수소를 생산하기 위해서는 각 분자에서 수소를 추출해야하기 때문에 확률이 약간 다릅니다. 이를 수행하는 한 가지 방법은 전기를 사용하여 물을 수소와 산소로 분리하는 데 사용되는 전기 분해입니다. 그러나 이것은 많은 에너지를 필요로합니다.
그러나 스팀 개질 덕분에 시장에 저렴한 수소가 있습니다. Hre 증기는 천연 가스와 같은 화석 연료에 도입되어 섭씨 830도까지 가열됩니다. 혼합물은 순수한 수소 만 남을 때까지 더 정밀한 필터를 통과합니다. 이것은 현재 수소를 생성하는 가장 효율적인 방법 중 하나입니다. 그러나이 과정은 여전히 우리의 오래되고 제한된 화석 연료를 사용합니다. 과학자들은 물에서 귀중한 수소를 얻는 것과 같은 재생 불가능한 접근 방식을 넘어서서 수소를 생성하는 데 필요한 에너지를 줄이는 것이 태양의 힘을 활용하는 것과 같은 거대한 돌파구가 될 것입니다.
산업을 변화시키는 수소 연료.
전례없는 COVID-19가 발생하기 전에 일본은 도쿄 올림픽 성화를 밝히며 전 세계에 지속 가능성의 혁신적인 예를 제시 할 준비가되었습니다. 계전기 수소 연료를 이용한 올림픽 가마솥 행사 및 의식 조명 이 깨끗하고 탄소가없는 에너지 원에 개방 된 스포츠 경기 외에도 많은 응용 분야가 있습니다.
자동차 애플리케이션
수소 연료 전지의 가장 유망한 용도 중 하나는 자동차 산업입니다. BMW와 토요타를 포함한 많은 주요 업계 선수들은 연료 공급원이 전력에 대한 추가적인 지속 가능한 솔루션을 제공 할 것으로 보이기 때문에 수소 구동 자동차를 개발할 계획을 이미 공개했습니다.
전기 자동차는 도로 운송으로 인한 배기 가스와 대기 오염을 줄이는 중요한 방법으로 널리 알려져 있습니다. 그러나 전력 소비를 가속화하면 그리드에 압력을 가할 위험이 있으므로 차량을 적시에 충전하는 것이 중요합니다.
연료 전지는 대안을 제공 할 수 있습니다. 수소 자동차는 자체적으로 전기를 생산하기 때문에 차량은 외부 전원에서 충전해야하는 내장 배터리에서 전력을 공급받지 못합니다. 다른 전기차와 마찬가지로 수소 차량도 제동 에너지를 회복 할 수 있습니다. 전기 모터가 운동 에너지를 백업 배터리에 공급되는 전기 에너지로 다시 변환하기 때문입니다.
현대자동차는 2013년 자동차 최초로 연료전지를 대량생산해 시속 300마일의 최고 속도와 약 100마일의 주행거리를 갖췄습니다. 일본 기업들은 자동차(FCEV)용 연료전지에 총력을 기울이고 있다. 때로는 잘못이 있지만 비용은 점점 낮아지고 있습니다. technology 대량생산 쪽으로 기울고 있다.
수소 연료 전지는 버스, 트럭 및 기차와 같이 장거리를 이동하는 무거운 차량에 더 적합 할 수 있습니다. 예를 들어, 2016 년 미국에는 12000 대의 수소 연료 전지 구동 지게차가있었습니다. 도로 및 철도 운송 외에도 에어 버스는 2030 년까지 무공해 항공기를 추진하기 위해 녹색 수소에 의존하고 있습니다.
모든 것을 전기로 만드는 아이디어는 대부분의 연구자와 과학자들에게 중복되는 것처럼 보이지만 녹색 수소는 재생 가능 에너지의 연장 코드 역할을 할 수 있습니다. 여기에 녹색 H2를 저장할 수 있으므로 재생 에너지 간헐성을 보완하는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 재생 가능 에너지 원과 함께 사용할 때 유연성과 탄력적 인 그리드를 제공하므로 많은 의미가 있습니다. 그렇기 때문에 난방 및 기타 화석 연료 의존 응용 분야와 같은 다양한 부문을 청소할 때이 청정 연료가 전략적으로 사용될 수 있습니다.
휴대 성
스마트 기기는 점점 더 발전하고 있지만 여전히 전력에 제한을 받고 있습니다. 기술 및 자동차 회사는 모두 리튬 이온 배터리의 제한 사항을 너무 잘 알고 있으며 칩과 운영 체제가 전력을 절약하는 데 더 효율적이되고 있지만 여전히 배터리 수명은 XNUMX ~ XNUMX 일밖에되지 않습니다.
H2 연료 전지는 배터리를 사용하는 모든 휴대용 장치에 전원을 공급할 수 있습니다. 일반적인 배터리와 달리 수소 연료 전지는 지속적인 연료 공급으로 에너지를 계속 생산합니다. 이 기능을 통해 스마트 폰, 랩톱 및 보청기를 포함한 다양한 장치에 전원을 공급할 수 있습니다.
국방 부문에서 연료 전지 기술은 드론의 비행 시간을 15 배 이상 늘리거나 현장에서 군인이 운반하는 배터리 팩의 무게를 약 XNUMXkg에서 단 XNUMX ~ XNUMXkg으로 줄일 수있는 잠재력이 있습니다. 재난 지역 한가운데에서 이러한 이점은 긴급 요원과 군인이 상황에 대응하는 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다.
H2 경주에서 극 위치에있는 국가
호주는 아마도 세계에서 가장 좋아하는 재생 가능 에너지입니다. 호주는 아시아 국가에 수출 할 녹색 수소를 생산하는 5 기가 와트 프로젝트를 개발하고 있습니다. 메가 전해조는 태양열과 바람의 조합에 의해 구동되며 바다에서 가져온 담수를 사용합니다.
영국은 5 년까지 2030GW 수소 생산 능력에 해상 풍력을 사용할 계획입니다.
Green H2는 또한 미래 도시에 대한 비전을 고무합니다. 500 천억 달러 규모의 도시 프로젝트 인 Saudi Arabian Neom과 마찬가지로 재생 가능한 수소에서 에너지 수요가 발생합니다.
중국은 우한을 100 년까지 최대 2025 개의 주유소를 갖춘 수소 도시로 만들 계획입니다.
녹색 수소 생산과 지구 온난화 감소는 동전의 양면이 될 수 있습니다.
한국 연구진은 두 가지 최악의 온실 가스 인 이산화탄소와 ch2를 수소로 전환하기 위해 마그네슘과 같은 값싼 물질로 만든 촉매를 개발했습니다. 기후 친화적 인 과정을 건식 개량이라고합니다.
저렴하면서도 효율적인 또 다른 솔루션은 일본에서 나옵니다. 도쿄 대학은 빛, 유기 폐기물, 녹으로 만든 촉매로 수소를 만들어 기존의 방법보다 25 배 더 많이 생산했다.
지구의 평균 표면 온도는 이산화탄소 (CO19) 배출 증가로 인해 2 세기 후반 이후 거의 섭씨 XNUMX도 상승했습니다.
탄소 집약적 인 연료 원에 대한 대안을 찾는 것은 우리 세계의 미래에 매우 중요하며, 엔지니어들은 혁신과 문제 해결에 대한 헌신을 보여 주어야합니다. 지속가능한 미래.
Mayank Vashisht | 기술 기자 | ELE 타임즈