1. 증기 메탄 개혁 (SMR)
* 과정 : 이것은 글로벌 수소 생산의 약 95%를 차지하는 가장 일반적인 방법입니다. 천연 가스 (메탄)는 고온 (700-1000 ° C)에서 증기와 니켈 촉매의 존재 하에서 압력과 반응한다. 반응은 수소와 일산화탄소를 생성합니다. 일산화탄소는 물 가스 이동 반응에서 증기와 추가로 반응하여 더 많은 수소 및 이산화탄소를 생성한다.
* 방정식 :
* CH4 + H2O → CO + 3H2 (증기 메탄 개혁)
* CO + H2O → CO2 + H2 (워터 가스 교대)
* 장점 : 비교적 저렴하고 성숙한 기술.
* 단점 : 화석 연료가 필요하고 온실 가스 (CO2)를 생산하며 에너지 효율적이지 않습니다.
2. 전기 분해
* 과정 : 전기는 수 분자를 수소와 산소로 분할하는 데 사용됩니다. 이것은 재생 가능한 전기 공급원을 사용하여 수행 할 수 있으므로 "녹색"수소 생산을위한 유망한 방법입니다.
* 방정식 : 2H2O → 2H2 + O2
* 장점 : 재생 가능 에너지로 구동 될 수 있으며 순수한 수소를 생산합니다.
* 단점 : 높은 에너지 요구 사항으로 인해 현재 비싸기 때문에 깨끗한 수원이 필요합니다.
3. 석탄 가스화
* 과정 : 석탄은 고온에서 증기 및 산소와 반응하여 수소를 포함한 가스의 혼합물을 생산합니다.
* 장점 : 쉽게 이용 가능한 기술, 석탄 자원을 활용할 수 있습니다.
* 단점 : 상당한 온실 가스 배출량을 생성하고 오염 물질을 생성합니다.
4. 바이오 매스 가스화
* 과정 : 바이오 매스 (목재, 농업 폐기물)는 가스화를 통해 Syngas (일산화탄소, 수소 및 기타 가스의 혼합물)로 전환됩니다. 그런 다음 Syngas를 처리하여 수소를 얻을 수 있습니다.
* 장점 : 재생 가능한 바이오 매스 자원을 사용하며 지속 가능하게 수행하면 탄소 중립적 일 수 있습니다.
* 단점 : 다른 방법보다 덜 효율적이므로 바이오 매스의 사전 처리가 필요합니다.
5. 다른 방법
* 열분해 : 열 (일반적으로 태양 에너지)을 사용하여 수소를 생산하는 물 분자 분자.
* 바이오-히드로겐 생산 : 생물학적 과정을 통해 조류 또는 박테리아를 사용하여 수소를 생성합니다.
* 광전 화학 물 분할 : 햇빛을 사용하여 물을 수소와 산소로 직접 분할합니다.
올바른 방법 선택 :
수소를 얻는 가장 좋은 방법은 다음과 같은 요인에 따라 다릅니다.
* 비용 : 증기 메탄 개혁은 현재 가장 저렴한 옵션이지만 다른 방법은 경쟁력이 높아지고 있습니다.
* 에너지 소스 : 재생 가능한 에너지 원은 지속 가능한 수소 생산에 중요합니다.
* 환경 영향 : 탄소 발자국 및 기타 환경 효과의 맥락에서 수소 생산을 고려해야합니다.
수소 생산의 미래는 재생 에너지에 의해 구동되는 전기 분해와 같은 깨끗하고 지속 가능한 방법으로 전환 할 것입니다. 이것은 청정 에너지 운반대로 수소에 대한 수요 증가를 충족시키는 데 중요합니다.
