수소에너지의 정의 및 기술의 종류 | 제조, 저장 및 이용 기술

석탄 및 석유 등 화석연료의 대체에너지로써 수소에너지를 생각해 볼 수 있습니다.

수소에너지는 환경오염을 발생시키지 않는다는 장점으로 미래기술로 인식되고 있습니다.

수소에너지의 정의 및 제조, 저장, 이용 기술 등의 종류에 대해 살펴보도록 하겠습니다.

 

핵심요약입니다.

1. 수소에너지 : 수소를 분리, 생산해서 이용하는 기술
2. 물의 전기분해로 쉽게 제조되나 경제성이 낮은 단점이 있음
3. 수소에너지 기술 : 제조, 저장, 이용 기술로 분류

 

 

1. 수소에너지 정의

 

수소에너지(Hydrogen Energy)는 수소를 기체상태에서 연소 시 발생하는 폭발력을 이용하여 기계적 운동에너지로 변환하여 활용합니다.

또는 수소를 다시 분해하여 에너지원으로 활용하는 기술로 정의할 수 있습니다.

 

 

2. 수소에너지의 원리 및 활용

 

#원리

① 수소에너지 기술은 물, 유기물, 화석연료 등의 화합물 형태로 존재하는 수소를 분리 및 생산해서 이용하는 기술입니다.

② 수소는 물의 전기분해로 가장 쉽게 제조할 수 있으나, 입력에너지(전기에너지)에 비해 수소에너지의 경제성이 너무 낮으므로 대체전원 또는 촉매를 이용한 제조기술의 연구입니다.

 

수소에너지 활용

 

#활용

① 수소는 가스나 액체로 수송할 수 있으며 고압가스, 액체수소, 금속 수소화물 등의 다양한 형태로 저장 가능합니다.

② 수소연료전지 자동차 및 발전소(상암, 2.4MW)로 활용되고 있습니다.

 

#문제점

① 에너지보존법칙상 입력에너지(수소생산)가 출력에너지(수소 이용) 보다 큰 근본적인 문제가 있습니다.

 

 

3. 수소에너지 기술

 

 

 

수소에너지 기술의 종류는 크게 제조, 저장, 이용 기술로 분류할 수 있습니다.

 

 

3-1. 제조 기술

 

#1. 물로부터 수소 제조

① 전기분해(SPE, 태양광, 풍력 등 대체전원이용 등)

② 저온 열분해(산화물, 유황화합물, 염화물, 불화물, 요드화물 등)

③ 광촉매(금속산화물, 페롭스카이트, 제올라이트 등)

④ 바이오(광합성 직·간접, 협기발효, 광합성 발효 등)

 

#2. 화석연료로부터 수소 제조

① 수증기 개질

② 플라즈마 개질(반응기, 플랜트 건설)

③ 고온 열분해(이론정립, 촉매, 반응기)

 

#3. 수소정제

① 고순도 수소 제조(PSA, MH이용 등)

 

 

3-2. 저장 기술

 

#1. 물리적 저장

① 기체저장

② 액체저장(저장용기, 극저온 연구 등)

③ 고체저장(재료, 고용량저장, 무게 등)

④ CNT(재료, 합성, 공정기술 등)

 

#2. 화학적 저장

① CO2 이용 메탄올 및 에탄올 합성

 

 

3-3. 이용 기술

 

#1. 이용

① 가정(전기, 열), 산업(반도체, 전자, 철강 등), 수송(자동차, 배, 비행기)

 

#2. 안전대책

① 역화 방지(엔진의 내부폭발이 연료 흡입구 측으로 진행되어 연료계통 폭발을 유발하는 현상)

 

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