세계가 화석 연료의 손아귀에서 벗어나려고 시도함에 따라 과학자들은 우리를 더 친환경적인 미래로 이끌 수 있는 실행 가능한 대안을 빠르게 찾고 있습니다. 이러한 대체 연료 중 하나는 수소입니다.
수소는 탄소와 함께 유기 생명체의 구성 요소 중 하나이지만 순수한 원소 수소는 얻기가 어렵습니다. 대기에는 약 0.6ppm으로만 존재합니다. 따라서 산업적 규모의 수소 제조는 실용적인 선택이 되기 위해 필요합니다.
그렇다면 수소 생산의 다양한 소스와 방법은 무엇입니까? 알아 보려면 계속 읽으십시오.
일단 분리되면 수소는 연소 엔진, 연료 전지 및 천연 가스 가열의 대안으로 매우 유망합니다.
수소는 무색 기체이지만 이원자 수소에 대한 논의는 다양한 출처와 생산 공정을 쉽게 구별할 수 있도록 색상으로 구분되어 있습니다. 공식적으로 정의되지는 않았지만 업계의 지속 가능성을 이해하는 데 유용한 명명법입니다.
회색수소는 현재 생산되는 수소의 50% 가까이를 차지하는 가장 보편적인 생산방식이다. 이 과정은 천연 가스, 즉 메탄을 취하여 증기 메탄 개질이라고 하는 과정에서 물과 반응시킵니다. 이 반응은 수소 가스와 일산화탄소를 생성하며, 후자는 유독하므로 물과 더 반응하여 수성 가스 전환 반응을 통해 수소와 이산화탄소를 생성합니다.
이 공정은 고열 환경을 유지하기 위해 매우 에너지 집약적이며 상당한 양의 이산화탄소도 생성합니다(생산되는 수소 가스 5톤당 6-XNUMX톤).
갈흑수소는 갈탄과 흑탄에서 추출한 수소를 말합니다. 석탄은 석탄 가스화라고 불리는 과정에서 증기와 산소로 가열되고 부분적으로 산화되어 이산화탄소, 일산화탄소, 물 및 수소 가스를 생성합니다. 일산화탄소는 독성 부산물을 줄이기 위해 추가로 반응할 수 있습니다.
이 수소 생산 방법은 화석 연료 공급원료로 만든 수소를 지칭하는 회색, 갈색 및 검정색과 정확히 동일합니다. 그러나 반응에서 생성된 이산화탄소는 대기로 방출되는 것을 방지하고 기후 변화 효과에 대한 영향을 줄이기 위해 포집됩니다. 그것은 지하 깊숙이 저장되거나(다시 화석 연료가 되기를 바라는 마음에서) 다른 산업 공정을 위해 용도를 변경할 수 있습니다.
녹색 수소는 가장 자주 물을 전기 분해하여 수소를 제조하는 과정을 말하며, 전기는 엄격하게 재생 가능한 에너지에서 공급됩니다. 이 공정은 전기를 사용하여 산화 및 환원 공정을 사용하여 물을 수소 및 산소 가스로 분해합니다.
녹색 수소는 또한 화석 연료와 대조적으로 바이오매스 및 바이오 연료의 가스화 또는 증기 개질을 포함하여 재생 가능한 모든 형태의 수소 생산을 더 광범위하게 나타낼 수 있습니다.
현재 공업적으로 생산되는 수소의 약 4%만이 전기분해에서 생성되며, 순수 재생 가능한 전력원을 통해 생산되는 비율은 훨씬 적습니다. 이는 주로 물 분해가 저렴한 공정이 아니기 때문에 일반화됨에 따라 이 비용이 가스 및 석유와 유사하게 설정됩니다.
황색 수소는 전기 공급원을 사용하여 전기 분해를 통해 물을 분해하는 것을 설명하는 데 사용된다는 점에서 덜 특정한 형태의 녹색 수소입니다. 때때로 태양열 전기 분해를 지정하는 데 사용되지만 풍력, 수력 전기 또는 화석 연료 연소와 같은 다른 전력 소스도 포함될 수 있습니다.
분홍색 또는 적색 수소라고도 알려진 이것은 다시 물을 분해하여 수소를 생성하는 가수분해 과정입니다. 그러나 이것은 특히 원자력 발전소에서 핵분열을 통해 생산되는 전기를 의미합니다. 이산화탄소와 같은 온실 가스를 배출하지 않지만 핵 폐기물과 관련된 다른 환경적 영향이 있습니다.
회색 수소와 마찬가지로 이 방법은 천연 가스를 공급원료로 사용합니다. 그러나 증기 개질보다 메탄이 가열되어 열적으로 수소 가스와 고체 탄소(이산화탄소와 반대)로 분해됩니다. 이것은 온실 가스 배출과 관련하여 환경 친화적이지만 메탄이 분해될 만큼 충분히 가열하는 데 필요한 에너지의 양(1000°C 이상)은 중요하지 않습니다.
이것은 드물게 자연적으로 발생하는 지질학적 수소를 나타내는 덜 알려진 수소 색상 중 하나입니다. 이것은 일반적으로 화석 연료 정제의 부산물로 추출됩니다.
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