과정 :
1. 전기 분해 : 물은 전해질 용액 (보통 수산화 칼륨 또는 수산화 나트륨과 같은 염기)에 잠긴 2 개의 전극 (양극 및 음극)을 함유하는 전해 세포를 통과시킨다.
2. 직류 신청 : 직류 (DC)가 전극에 걸쳐 적용되어 전위차가 생성됩니다.
3. 물 분해 : 적용된 전기는 물 분자가 수소 (H2)와 산소 (O2)의 구성 요소로 분해되도록합니다.
4. 수소 수집 : 수소 가스는 음극 (음성 전극)에서 생산되고 수집된다.
5. 산소 수집 : 산소 가스는 양극 (양의 전극)에서 생성되며 수집 할 수도 있습니다.
화학 반응 :
전기 분해 동안의 전체 반응은 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
2H2O (L) → 2H2 (g) + O2 (g)
키 포인트 :
* 에너지 입력 : 전기 분해는 물 분자의 결합을 파괴하기 위해 상당한 에너지 입력이 필요합니다. 이 에너지는 일반적으로 태양열 또는 풍력과 같은 재생 가능한 공급원에서 비롯되어 프로세스를 진정으로 지속 가능하게 만듭니다.
* 전해질 : 전해질 용액은 전기 분해 공정 동안 전기를 전도하고 이온의 움직임을 용이하게합니다.
* 순도 : 전기 분해를 통해 생성 된 수소는 물에서 직접 분리되므로 일반적으로 매우 순수합니다.
* 녹색 수소 : 전기 분해에 사용되는 전기가 재생 가능한 공급원에서 나올 때, 생성 된 수소는 "녹색 수소"로 간주되며, 화석 연료 유래 수소에 대한 깨끗한 대안을 제공합니다.
기타 방법 :
전기 분해는 가장 일반적인 방법이지만 물에서 수소 생산을위한 다른 기술은 다음과 같습니다.
* 열 화학적 과정 : 이들은 종종 농축 태양 에너지를 사용하여 분자 분자 분자에 대한 고온 화학 반응을 포함합니다.
* 광전 화학 과정 : 이들은 반도체 재료를 사용하여 햇빛을 직접 전기로 변환 한 다음 전기 분해 공정을 유발합니다.
도전 :
* 에너지 효율 : 전기 분해는 에너지 집약적 일 수 있으며 상당한 전기 입력이 필요합니다.
* 비용 : 전기 분해를 통해 수소 생산 비용은 다른 방법에 비해 특히 전기 비용을 고려할 때 더 높을 수 있습니다.
* 스케일링 : 대규모 요구를 충족시키기 위해 전기 분해 생산을 확장하려면 기술 및 인프라의 발전이 필요합니다.
전반적으로, 전기 분해를 통한 물에서 수소 생산은 더 깨끗한 에너지 미래에 대한 상당한 약속을 가지고 있지만, 기술 발전과 비용 절감은 여전히 광범위한 채택에 중요합니다.
