상온에서 물을

상온에서 물을 에너지로 바꾸는 친환경 수소 혁신

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메이저사이트 순위 과학자들은 깨끗하고 재생 가능한 에너지원을 향한 한 걸음이 될 수 있는 상온의 물에서 수소 가스를 생성하는 새로운 방법을 찾았다고 말합니다.

수소는 수년 동안 일종의 연료 또는 에너지원으로 연구되어 왔습니다. 노트북 컴퓨터에서 자동차 배터리 및 발전소에 이르기까지 무엇이든 구동할 수 있는 현대의 수소 연료 전지는 물, 전기 및 소량의 열을 생성하는 과정에서 수소와 산소 원자를 결합하여 작동합니다.

2021년 10월 말 기준으로 수소 연료 전지 발전기는 미국 전역에서 약 260메가와트의 전력을 생산했습니다. 이에 비해 평균 풍력 터빈은 2020년에 약 2.75메가와트를 생산했습니다.
상대적으로 낮은 흡수율에도 불구하고 수소는 에너지 문제에 대한 친환경 솔루션으로 환영받고 있습니다. 그러나 오늘날은 그렇지 않습니다.

수소는 우주에서 가장 풍부한 원소이지만 연료 전지에 사용하려면 여전히 수소를 생산해야 합니다. 문제는 미국 에너지 효율 및 재생 에너지국에 따르면 약 95%의 수소가 천연 가스와 관련된 공정에서 생산되며 그 공정은 재생 가능하지 않다는 것입니다.

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그러나 이 특정 문제에 대한 해결책이 있을 수 있습니다. UCSC(University of California, Santa Cruz)의 연구원들은 실온에서 물과 반응하는 특수한 유형의 알루미늄 복합재를 개발하여 수소를 생산하는 방법을 발견했습니다.

그 자체로 알루미늄은 물 분자에서 산소를 분리하여 수소 가스를 남기는 반응성 물질입니다.

그러나 알루미늄은 반드시 단독으로 이를 수행하지는 않습니다. 이는 실온에서 금속이 산화알루미늄 층을 형성하여 본질적으로 물과 반응하는 것을 방지하기 때문입니다.

과학자들이 발견한 것은 쉽게 생산되는 갈륨과 알루미늄의 합성물을 사용하여 이 물질을 실온에서 물과 반응시켜 수소를 생성하는 것이 가능하다는 것입니다.

UCSC 화학 교수 스콧 올리버(Scott Oliver)는 대학 보도 자료에서 “에너지 투입이 필요하지 않으며 수소 거품이 미친 듯이 발생합니다”라고 말했습니다. “나는 그런 것을 본 적이 없다.”

이 알루미늄-갈륨 혼합물이 수소를 생성한다는 사실은 수십 년 동안 알려져 왔습니다. 그러나 UCSC 팀이 발견한 것은 복합 재료의 갈륨 농도를 높이면 수소 생성도 증가한다는 것입니다.

Oliver는 “우리의 방법은 소량의 알루미늄을 사용하여 대부분의 갈륨에 개별 나노입자로 용해되도록 합니다.”라고 말했습니다.

또한, 복합 재료는 호일이나 캔과 같이 쉽게 접근할 수 있는 알루미늄 소스로 만들 수 있습니다. more news

단점은 갈륨이 이 과정에서 회수되고 여러 번 재사용될 수 있지만 상대적으로 비싸다는 것입니다. 또 다른 단점은 아직까지 수소 연료 전지가 널리 보급되지 않았다는 것입니다. 수소를 연료로 직접 태울 수는 있지만 위험할 수 있으며 유용한 양의 수소를 담기 위해 탱크에 높은 압력을 가해야 하는 경우가 많습니다.
UCSC 공정이 수소의 상업적 생산을 위해 확장될 수 있는지는 두고 봐야 합니다.

이번 연구 결과는 ACS Applied Nano Materials 저널에 2월 14일자 Oliver, Bakthan Singaram 및 동료들이 작성한 연구에서 보고되었습니다.