수소 연료 로켓, 그러나 일상 생활의 힘은 어떻습니까?

수소 연료 로켓, 그러나 일상 생활의 힘은 어떻습니까? NASA는 수소를 연료로 사용하여 모든 우주 왕복선 임무를 시작했습니다. NASA, CC BY

당신은 본 적이 있습니까 우주 왕복선 발사? 이 거대한 구조물을 지구의 중력으로부터 멀어지게하는 데 사용되는 연료는 수소.

수소는 또한 우리의 일상 활동 (운전, 주택 난방 등)의 에너지 원으로서의 잠재력을 보유하고 있습니다.

이번 달에 연방 연합 정부 공개 상담 개시 국가 수소 전략에. 노동은 또한 서약했다 자금을 따로 떼다 깨끗한 수소를 개발합니다. 2018 년 XNUMX 월 COAG 에너지 장관 회의에서 수소 경제에 대한 강력한 지원.

그러나 호주는 주거, 상업, 산업 및 운송 부문을위한 경쟁력있는 저탄소 에너지 대안을 탐색 할 준비가되어 있습니까?

수소 경제에 대한 우리의 준비 상태를 평가하는 데에는 기술 발전 (실제로 할 수 있는가?)과 사회적 수용 (우리가 사용할 것인가)의 두 가지 주요 측면이 있습니다.

기술이 충분히 성숙 되었습니까?

수소 경제주기는 세 가지 주요 단계로 구성됩니다.

  • 수소 생산
  • 수소 저장 및 전달
  • 수소 소비 – 수소의 화학 에너지를 다른 형태의 에너지로 변환.

수소 생산

수소가 미래의 주요 연료가 되려면 물 전기 분해가 가장 좋은 생산 방법 일 것입니다. 이 과정에서 전기는 분할 물 분자 수소 (H₂) 및 산소 (O₂)로.

이 기술은 상업적으로 가능한 다음과 같은 재생 가능 에너지 원에 의해 전기가 상대적으로 저렴한 비용으로 생산되는 경우 태양과 바람. 생산 기술의 효율성이 높아짐에 따라 머지 않아 비용이 추가로 떨어질 수 있습니다.

수소가 생성되어 전원으로 사용되는 방식.

수소 저장 및 전달

대량의 수소를 안전하고 효율적으로 처리하려면 효과적인 보관 및 배송이 필수적입니다.

수소는 매우 가볍기 때문에 일반적으로 고압에서 압축되거나 액화되어 극저온 -253 ℃에서 보관됩니다. 이러한 단계를 수행하려면 추가 에너지 투자가 필요하므로 효율성이 최대 40 %까지 떨어집니다. 그러나 현재 수소 저장 및 공급은 잘 확립 된 인프라 및 경험에 의해 입증되고 지원되므로이 두 기술 (압축 및 액화)에 여전히 의존하고 있습니다.

더 많은 개발이 필요한 다른 옵션은 수소를 다른 원소와 결합한 다음 사용이 필요할 때 방출하는 것입니다.

현재, 대부분의 수소 연료 전지 자동차는 탄소 섬유 강화 탱크를 사용하여 고압축 수소 가스를 저장합니다. 이 옵션을보다 경제적으로 만들려면 탱크 비용을 낮추어야합니다 (현재 단위당 수천 달러 이상).

수소를 연료로 사용

수소의 화학 에너지를 사용 가능한 에너지 (전기 에너지 또는 열 에너지)로 변환하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 이 두 가지 방법 모두 부산물로 물을 생성합니다.

수소를 사용하는 기본적이고 간단한 방법은 가정에서 요리 및 난방을 위해 천연 가스를 사용하는 것처럼 연소하여 열을 발생시키는 것입니다.

A 남호주 재판 계획 재생 가능한 전기를 사용하여 수소를 생성 한 다음 지역 가스 분배 네트워크에 주입하는 것을 목표로합니다. 이러한 "블렌딩"가스 방식은 값 비싼 전달 인프라를 구축하는 비용을 피할 수 있지만 기존 파이프 라인의 수정과 관련된 비용이 발생합니다. 이 활동에 대한 광범위한 연구와 테스트가 필요합니다.

수소 연료 전지에 사용될 때, 수소가 산소와 반응 할 때 에너지가 생성된다. 이것은 우주 임무에서 NASA 및 기타 운영자와 수소 연료 전지 자동차의 자동차 제조업체가 사용하는 기술입니다. 현재 수소 사용을위한 가장 진보 된 방법입니다.

이 수소 연료 발사에 대한 소리를 높이십시오.

그것은 작동하지만 우리는 그것을 받아 들일 것인가?

안전 고려 사항

연료로서 수소는 오늘날 디젤이나 휘발유와 같이 오늘날 일반적으로 사용되는 연료보다 사용하기에 안전한 일부 특성을 가지고 있습니다.

수소는 무독성입니다. 또한 공기보다 훨씬 가볍기 때문에 누출이 발생할 경우 신속하게 분산시킬 수 있습니다. 이는 디젤 및 휘발유 누출의 경우 가연성 가스가 축적되어 폭발을 일으킬 수있는 것과 대조됩니다.

그러나 수소는 공기 중에서 쉽게 연소되며 휘발유 나 천연 가스보다 더 쉽게 점화됩니다. 이것이 바로 수소 자동차에 누출을 막기위한 강력한 탄소 섬유 탱크가있는 이유입니다.

상업적 환경에서 수소를 연료로 사용하는 경우, 누출을 방지하고 감지하고 수소를 배출하기 위해 엄격한 규제와 효과적인 조치가 확립되었습니다. 수소 연료의 가정용 응용도이 문제를 해결해야합니다.

환경에 대한 영향

환경 적 관점에서 수소 경제의 이상적인주기는 다음과 같습니다.

  • 전기 분해를 통한 물 분할을 통한 수소 생산
  • 연료 전지에서 산소와 반응하여 수소를 소비하여 부산물로 물을 생성합니다.

전기 분해를위한 전기가 재생 가능한 소스에서 생성되는 경우이 전체 가치 사슬은 환경에 미치는 영향을 최소화하고 지속 가능합니다.

수소 경제에 더 가까이

호주에서는 전기 분해를 통한 대규모 수소 생산을 현실화하는 데 재생 에너지 자원의 저렴한 전기가 핵심입니다. 국제적으로 이미 예를 들어 독일과 텍사스 – 재생 가능한 수소는 아직 산업 규모의 공급에는 적합하지 않지만 틈새 응용 분야에서 가격 경쟁력이 있음

저장 및 전달 기술은 비용 및 효율 측면에서 개선 될 필요가 있으며, 수소 연료 전지의 제조에는 진보가 필요하다.

수소는 대량으로 생산되고 용량 손실없이 오랫동안 저장 될 수 있기 때문에 바람직한 에너지 원이다. 너무 가볍기 때문에 에너지를 운반하는 경제적 인 방법 원거리 (바다를 포함하여)에 걸쳐 재생 에너지로 생산됩니다.

수소 기술은 정부의 강력한 지원과 많은 다국적 에너지 및 자동차 회사의 노력으로 첨단 기술에 힘 입어 재생 에너지와 최종 사용자를 깨끗하고 지속 가능한 방식으로 연결합니다.

수소가 이륙하는지 봅시다.대화

저자에 관하여

Zhenguo Huang, 선임 강사 University of Technology 시드니

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

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