분리 된 가공 수소를 얻는다 :
수소는 다양한 방식으로 얻어지고 처리 될 수 있으며, 각 방법은 고유 한 장점과 단점이 있습니다. 다음은 일반적인 기술의 분류입니다.
1. 증기 메탄 개혁 (SMR) :
* 과정 : 이것은 고온 (700-1000 ° C)에서 증기와 천연 가스 (메탄)를 반응하는 가장 널리 사용되는 방법입니다. 이것은 수소, 이산화탄소 및 일산화탄소의 혼합물을 생성합니다. 추가 가공은 이산화탄소 및 일산화탄소를 제거하여 순수한 수소를 생성합니다.
* 프로 : 비교적 저렴하고 잘 확립 된 기술, 높은 수소 수율.
* 단점 : 고 에너지 소비, 상당한 CO2 배출, 천연 가스에 의존.
2. 부분 산화 (pox) :
* 과정 : 이 공정은 산소를 사용하여 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소의 혼합물을 생산하기 위해 탄화수소 (천연 가스와 같은)를 부분적으로 산화시킵니다. 원치 않는 가스를 제거하려면 추가 가공이 필요합니다.
* 프로 : SMR보다 에너지 집약이 적 으면 더 넓은 범위의 공급 원료를 활용할 수 있습니다.
* 단점 : 고산화탄소 배출량은 산소 처리를위한 특수 장비가 필요합니다.
3. 전기 분해 :
* 과정 : 전기를 사용하여 수 분자를 수소와 산소로 분할합니다.
* 프로 : 깨끗한 공정은 재생 에너지로 전원을 공급할 수 있으며 고순도 수소를 생산합니다.
* 단점 : 현재 화석 연료 기반 방법보다 비싸기 때문에 많은 양의 전기가 필요합니다.
4. 바이오 매스 가스화 :
* 과정 : 제한된 산소와의 고온 반응을 통해 바이오 매스를 가스 혼합물 (Syngas)으로 전환합니다. 그런 다음 Syngas를 사용하여 수 가스 이동 반응과 같은 다양한 방법을 통해 수소를 생성 할 수 있습니다.
* 프로 : 탄소 중립 공정은 재생 가능한 바이오 매스 공급 원료를 사용합니다.
* 단점 : SMR보다 수소 수율이 낮으므로 특수 장비 및 가공이 필요합니다.
5. 광전자 화학 (PEC) 물 분할 :
* 과정 : 햇빛을 사용하여 물을 수소와 산소로 직접 분할합니다.
* 프로 : 향후 재생 에너지를 활용합니다.
* 단점 : 여전히 개발중인 제한된 효율성.
6. 생물학적 수소 생산 :
* 과정 : 특정 미생물은 유기물의 발효를 통해 수소를 생성 할 수 있습니다.
* 프로 : 저렴한 재생 가능한 수소 생산 가능성.
* 단점 : 아직 개발 초기 단계, 낮은 효율성.
7. 기타 방법 :
* 메탄의 열 분해 : 매우 높은 온도가 필요합니다.
* 직접 태양열 수소 생산 : 햇빛을 사용하여 물을 수소로 직접 변환합니다.
* 금속 유기 프레임 워크 (MOFS) : 수소 저장 및 방출에 사용할 수 있습니다.
처리 :
수소가 생산되면, 일반적으로 특정 응용 분야에 대한 원하는 순도 및 특성을 달성하기 위해 추가 처리가 필요합니다. 여기에는 다음이 포함될 수 있습니다.
* 정제 : CO, CO2 및 질소와 같은 불순물 제거.
* 압축 : 저장 및 운송 압력 증가.
* 액화 : 효율적인 저장 및 수송을 위해 액체 상태로 수소를 냉각시킵니다.
* 블렌딩 : 수소를 다른 가스와 혼합하여 특정 연료 블렌드를 생성합니다.
주요 고려 사항 :
* 비용 : 화석 연료 기반 방법은 현재 재생 가능한 옵션보다 저렴합니다.
* 환경 영향 : CO2 배출량은 생산 방법에 따라 크게 다릅니다.
* 효율성 : 에너지 입력 단위당 생산 된 수소의 양은 크게 다릅니다.
* 확장 성 : 일부 방법은 다른 방법보다 확장 가능합니다.
결론 :
분리 된 가공 수소를 얻으려면 원하는 순도, 적용 및 비용 고려 사항에 따라 적절한 생산 방법 및 후속 처리 단계를 선택해야합니다. 수소 생산의 미래는보다 효율적이고 비용 효율적인 재생 가능 방법을 개발하는 데있어 궁극적으로 화석 연료 의존성에서 멀어지게됩니다.
