1. 열 화학적 사이클 :
* 온도 : 이 사이클은 고온 (일반적으로 800 ° C 이상)에서 일련의 화학 반응을 포함하여 물을 분할합니다.
* 분리 : 다른 화학 반응은 별도의 제품으로 수소와 산소를 생성합니다.
* 작동 방식 : 이 사이클은 일련의 반응을 통해 물을 분해하기 위해 금속 산화물과 같은 다양한 재료의 화학적 특성을 이용합니다.
* 예 : 가장 유망한 열 화학 사이클 중 하나 인 황-요오드주기는 이산화황, 요오드 및 물을 사용하여 일련의 반응을 포함하여 수소와 산소를 생성합니다.
2. 광전자 화학 물 분할 :
* 온도 : 이 방법은 햇빛을 사용하여 물의 분할을 주도합니다.
* 분리 : 광전 화학 세포는 반도체 재료를 사용하여 생산 된 수소와 산소를 분리합니다.
* 작동 방식 : 빛이 반도체 재료에 부딪히면 전자가 흥분하고 물 분할 반응을 촉매하는 데 사용됩니다. 공정은 반도체의 인터페이스 및 전해질 용액에서 발생합니다.
* 도전 : 광전 화학 물 분할의 효율은 다른 방법에 비해 여전히 상대적으로 낮습니다.
3. 혈장 보조 물 분할 :
* 온도 : 혈장은 10,000 ~ 100,000 ° C 범위의 온도에서 생성 될 수있는 고 에너지 이온화 가스입니다.
* 분리 : 혈장 공정은 고농도의 전자와 이온을 생성하여 수소와 산소의 분리를 촉진 할 수 있습니다.
* 작동 방식 : 혈장은 물 분자를 구성 요소로 파괴하는 촉매로서 작용한다.
* 도전 : 이 방법은 여전히 개발 중이며 혈장을 생성하고 유지하는 데 필요한 에너지는 중요 할 수 있습니다.
4. 고온 물 가스 이동 반응 :
* 온도 : 이 반응은 전형적으로 약 800-1000 ° C에서 발생합니다.
* 분리 : 이 과정은 물을 수소와 산소로 직접 분할하지 않고 오히려 수소와 이산화탄소의 혼합물을 생성합니다. 수소는 압력 스윙 흡착과 같은 다양한 기술을 통해 분리 될 수 있습니다.
* 작동 방식 : 증기 및 일산화탄소의 혼합물은 촉매의 존재하에 반응하여 이산화탄소 및 수소를 생성한다.
* 도전 : 이 방법은 일산화탄소의 외부 공급원이 필요합니다.
수소와 산소 분리를 유지 :
수소와 산소 분리에 대한 주요 관심사는 안전입니다. 이들 가스의 혼합물은 폭발성이 높을 수있다. 따라서 그것들을 별도로 유지하는 것이 중요합니다.
다음은 몇 가지 일반적인 분리 기술입니다.
* 막 분리 : 특정 막은 산소를 차단하는 동안 선택적으로 수소를 통과하도록 허용 할 수 있습니다.
* 압력 스윙 흡착 : 다른 물질은 수소와 산소에 대한 다양한 친화력이 있습니다. 이를 활용하여 압력 스윙 흡착 기술은 가스를 분리 할 수 있습니다.
* 극저온 분리 : 비등점이 다르기 때문에 수소와 산소는 극저온 증류를 통해 분리 될 수 있습니다.
* 물리적 분리 : 다이어프램이나 다공성 물질과 같은 장벽을 사용하면 생산 중에 수소와 산소가 물리적으로 분리 될 수 있습니다.
결론 :
전기 분해는 물을 크래킹하는 가장 일반적인 방법으로 남아 있지만 다른 기술은 잠재적 대안을 제공합니다. 그러나 이러한 방법 중 많은 방법은 효율성, 비용 및 기술 개발 측면에서 어려움에 직면합니다. 대규모 수소 생산을 위해 더 실용적으로 만들기 위해서는 추가 연구가 필요합니다.
