수소는 연소가 수증기만을 초래하기 때문에 깨끗한 에너지 원입니다. 이것은 화석 연료의 상황과는 달리, 연소는 부분적 또는 완전한 산화 동안 유해한 부산물을 초래합니다. 이러한 유해한 부산물에는 온실 효과를 초래하는 가스와 인간의 폐 및 심장 건강에 영향을 미치는 가스가 포함됩니다. 따라서 효율적인 수소 생산은 탄소 기반 에너지 원에 대한 대체물을 찾는 데 가치가 있습니다.
현재 산업 수소 생산의 주요 원천은 화석 연료의 증기 개혁입니다. 이 과정은 고온을 필요로하므로 Co 및 Co 2 를 포함한 오염 물질의 방출과 수반됩니다. . 물이 풍부한 물, 가수 분해 제 (물 분열 물질)를 감안할 때, 사용 지점, 통제 및/또는 높은 처리량 수소 생산은 현재 경제에 가치가 있습니다. 에너지 및 전력 부문은 효율적이고 저에너지 발자국의 물 분할 과정의 새로운 수단을 찾을 수 있습니다.
알루미늄 금속의 반응에 의한 물로부터의 수소 생산은 잘 알려져있다. 그러나 Al Metal과 그 유도체의 사용은 일반적으로 문제가되는 것으로 간주됩니다. 이는 이들 물질이 al 2 의 형성에 의해 통행되기 때문이다. o 3 표면에 층이 있으며, 이는 가수 분해 속도에 영향을 미칩니다. 최근에, 연구자들은 Al 금속 대신 Al 나노 입자를 사용 하여이 문제를 우회하려고 시도했다. 그러나이 과정은 화학 집약적입니다. 이러한 알 나노 입자의 저장은 종종 도전이다. 산화물 층의 형성을 방지하는 추가 캡핑 제를 사용하여 사용될 때까지의 안정성.
이 작업에서 Malek et. IITM (Indian Institute of Technology Madras)의 AL은 대체 접근 방식을 보여주었습니다. 이 접근법은 나노 가용성이며 패시베이션 관련 문제를 우회합니다. 실제로,이 접근법은 오염 된 물, 특히 HG 오염 된 물을 사용할 수 있기 때문에 가치가 있습니다. 이러한 물은 광산 근처에서 풍부하게 발견되며 종종 치료가 필요합니다. 이 접근법은 그러한 물에서 에너지를 얻는 동안 그들을 치료할 수있는 방법을 열어 줄 것입니다.
IITM에 의해 개발 된 방법을 사용한 수소 생산 속도는 나노 입자에 의해 수여되는 표면 지역 대 비율이 높기 때문에 벌크 AL의 사용과 비교할 때 실질적으로 높다. AL- 기반 합금 나노 입자는 현장에서 생성되며 곧 물 분할 (즉, 가수 분해)을 통해 수소를 생성합니다.
물 분할을 다루는 대부분의 보고서는 순수한 물을 사용한다는 점에 주목할 수 있습니다. 따라서 (i) 수돗물을 사용하거나/(ii) 오염 된 폐수를 사용하는 물 분할 기술은 에너지 및 환경 과학 모두에 대한 관련 연구 영역입니다. 실제로이 접근법은 사용 지점 수소 생산과 관련이 있습니다. .
그들의 작업에서 Abdul Malek, Edamana Prasad 및 Tiju Thomas로 구성된 IITM의 팀은 수은 오염 물에서 수소 생성에 대한 현장 공동 감소 접근법을 보여주었습니다. 이 과정을 통해 자연스럽게 수은 제거가 가능합니다. 이 공정은 실온에서 0.5g의 Al 염에 대해 720 ml/min의 기록적인 수소 생산 속도로 수은의 격리 및 혜택을 동시에 처리한다. in situ- 형성 나노 알루미늄 아말감은 현장에서 형성된 Al 나노 입자 (0.5 g Al 염당 600 mL/분)보다 더 높은 속도 (0.5 g Al 소금 당 ~ 720 mL/분)에서 수소를 생성하는 것으로 밝혀졌다. 이는 실험실 규모로 공정을 사용하여 리터의 수소를 생성 할 수 있음을 의미합니다. 이것은 분명히 스케일링을 요구하는데, 이는 Malek et al이 현재에 초점을 맞추고있는 것입니다.
그들은 최근 작품에 관한 대부분의 논문에서 오염 된 물에서 수은의 존재가 AL과 HG로 만든 나노 합금의 형성에 도움이된다는 것을 보여 주었다. 이 합금은 충분한 표면 화학적 이질성을 가지며 물을 분열시키는 나노-갈바닉 커플의 형성을 유발하여 패시베이션을 성공적으로 우회합니다. 이 접근법은 수처리 및 수소 생산을 전문으로하는 산업을 포함하여 수많은 산업에 흥미 롭습니다. 관련된 연구원들은 현재 프로세스의 확장을 탐색하고 있습니다. 그들은 생성 된 지식을 기꺼이 사용하려는 업계 파트너와 대화하게되어 기쁩니다. 저자는 추가 토론을 위해 이메일을 통해 제공됩니다.
이러한 발견은 최근 International Journal of Hydrogen Energy에 발표 된 수동적 인 물 분할을위한 나노 알루미늄 아말감 표면에 나노-갈바닉 커플 형성의 증거라는 제목의 기사에 설명되어있다. 이 작업은 Abdul Malek, Tiju Thomas 및 Indian Technology Institute of Technology Madras의 Edamana Prasad에 의해 수행되었습니다.
참조 :
- Malek, A., E. Prasad, A. Subrahmanyam 및 T. Thomas (2017) HG 오염 된 물의 Chimie Douce 수소 생산, 바람직한 처리량과 동시 HG- 제거. 국제 수소 에너지 저널 , 42 (24), 15724-15730.
- Malek, A. T. Thomas 및 E. Prasad (2018) 수동적 인 물 분할을위한 나노 알루미늄 아말감 표면에 나노-갈바닉 커플 형성의 증거. 국제 수소 에너지 저널 , 43, 10878-10886.
- Malek, A. T. Thomas 및 E. Prasad,“현장 형성 알루미늄 아말감의 갈바니 부식을 통한 폐수의 수소 생성”, 인도 특허청, 애플리케이션 번호 201641027502 (미국 응용 프로그램 번호 PCT/IN2017/050334).
