1. 증기 메탄 개혁 (SMR)
* 과정 : 이것은 글로벌 수소 생산의 95% 이상을 차지하는 가장 널리 사용되는 방법입니다. 천연 가스 (주로 메탄)는 고온 (700-1000 ° C)에서 증기와 반응하고 니켈 촉매가있는 경우 압력을 가하여 수소 및 이산화탄소를 생성합니다.
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CH4 + H2O → CO + 3H2
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* 프로 : 쉽게 구할 수있는 천연 가스를 사용하여 비교적 저렴하고 효율적입니다.
* 단점 : 상당한 CO2 배출량을 생성하여 기후 변화에 기여합니다.
2. 부분 산화 (pox)
* 과정 : 이 방법은 산소를 사용하여 고온 (1000-1500 ° C)에서 탄화수소, 일반적으로 천연 가스를 부분적으로 산화시킵니다. 이것은 수소, 일산화탄소 및 일부 이산화탄소를 생성합니다.
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CH4 + 1/2 O2 → CO + 2H2
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* 프로 : SMR보다 더 무거운 탄화수소를 사용할 수 있으며, 공급 원료의 불순물에 덜 민감합니다.
* 단점 : 이산화탄소를 생산하고 산소 생산이 필요하며 비용과 복잡성을 추가합니다.
3. 석탄 가스화
* 과정 : 석탄은 고온 (1000-1500 ° C)에서 증기 및 산소와 반응하여 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소를 포함한 가스의 혼합물을 생산합니다.
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C + H2O → CO + H2
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* 프로 : 석탄과 같은 상대적으로 저렴하고 풍부한 연료 공급원을 활용할 수 있습니다.
* 단점 : 상당한 CO2 배출량을 생성하고 복잡한 가스 세정 단계를 포함합니다.
4. 전기 분해
* 과정 : 이 방법은 전기를 사용하여 물을 수소와 산소로 분할합니다.
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2H2O → 2H2 + O2
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* 프로 : 재생 가능한 에너지 원이 전기를 생산하는 데 사용되는 경우 CO2 배출없이 순수한 수소를 생산합니다.
* 단점 : 현재이 과정은 에너지 집약적이고 비교적 비싸지 만 기술 발전은 효율성을 향상시키고 있습니다.
5. 바이오 매스 가스화
* 과정 : 석탄 가스화와 유사하지만 바이오 매스 (목재, 작물 등)를 공급 원료로 사용합니다.
* 프로 : 재생 가능한 바이오 매스를 사용하면 지속 가능하게 관리되면 탄소 중립 일 수 있습니다.
* 단점 : 바이오 매스의 사전 처리가 필요하며 화석 연료에 비해 에너지 밀도가 낮습니다.
6. 다른 방법
* 에탄올 또는 메탄올의 개혁 : 수소와 CO2를 생성합니다.
* 암모니아의 열 분해 : 수소와 질소를 생성합니다.
* 생물학적 방법 : 조류 또는 박테리아를 사용하여 수소를 생산합니다.
수소를 생산하는 방법의 선택은 비용, 효율성, 환경 영향 및 자원 가용성과 같은 다양한 요인에 달려 있습니다. 클리너 및보다 효율적인 수소 생산 기술의 개발은 연구 개발의 주요 영역입니다.
