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May 26, 2023

이중 기술을 이용해 바닷물에서 직접 수소 만들기

2023년 5월 24일 David Krause 작성 바닷물에서 수소를 생산할 수 있나요? 표준 방법에서는 물을 정화해야 하는데, 이는 비용이 많이 들고 장치가 복잡해집니다. 데이비드 크라우스

2023년 5월 24일 David Krause 작성

바닷물에서 수소를 생산할 수 있나요? 표준 방법에서는 물을 정화해야 하는데, 이는 비용이 많이 들고 장치가 복잡해집니다.스탠포드 대학교 SLAC 국립 가속기 연구소의 David Krause다음을 사용하는 새로운 연구에 대해 설명합니다.염화물을 분리하고 수소와 수산화물을 분리하기 위해 해수에서 직접 전기 분해 및 이중막을 사용합니다. . 시스템표백제, 염소와 같은 독성 부산물을 생성하지 않고 작동합니다. . 시스템을 더 쉽게 확장할 수 있도록 연구진은더 풍부하고 쉽게 채굴할 수 있는 재료로 전극과 막을 만들 계획이다. . 배운 교훈을 통해 산소와 같은 다른 가스를 분리하기 위한 더 강력한 막을 설계할 수도 있습니다.

바닷물에는 수소, 산소, 나트륨 및 기타 원소가 혼합되어 있어 지구상의 생명체에게 필수적입니다. 하지만 그것도 마찬가지복잡한 화학으로 인해 수소 가스 추출이 어려워졌습니다.청정 에너지 사용을 위해.

이제 에너지부 산하 SLAC 국립 가속기 연구소(SLAC National Accelerator Laboratory)와 스탠포드 대학교(Stanford University)의 연구원들은 오레곤 대학교(University of Oregon)와 맨체스터 메트로폴리탄 대학교(Manchester Metropolitan University)의 협력자들과 함께 다음과 같은 방법을 찾았습니다.이중막 시스템과 전기를 통해 바닷물을 유입시켜 바다에서 수소를 추출합니다. . 그들의 혁신적인 디자인은 수소 가스 생성에 성공한 것으로 입증되었습니다.다량의 유해한 부산물을 생성하지 않고 . 그들의 연구 결과,줄(Joule)에 게시됨, 저탄소 연료 생산 노력을 진전시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

“오늘날 많은 물-수소 시스템은 단층 또는 단층 막을 사용하려고 합니다. 우리의 연구는 두 개의 레이어를 하나로 모았습니다.”라고 SLAC-스탠포드 공동 연구소인 SUNCAT 인터페이스 과학 및 촉매 센터의 부과학자인 Adam Nielander는 말했습니다. “이러한 막 구조를 통해 우리는 바닷물의 이온이 이동하는 방식을 제어할 수 있었습니다.우리 실험에서요.”

수소 가스는 현재 연료 전지 전기 자동차를 운행하는 데 사용되거나 전기 그리드를 위해 몇 주, 몇 달 또는 그 이상 동안 에너지를 저장하는 데 적합한 장기 에너지 저장 옵션과 같은 다양한 방법으로 사용되는 저탄소 연료입니다. .

수소가스를 만들려는 많은 시도는 담수나 담수에서 시작됩니다. 그러나 이러한 방법은 비용이 많이 들고 에너지 집약적일 수 있습니다. 처리된 물은 화학 원소나 분자 등 떠다니는 물질이 적기 때문에 작업하기가 더 쉽습니다. 그러나 물을 정화하는 데는 비용이 많이 들고 에너지가 필요하며 장치가 복잡해진다고 연구진은 말했습니다. 또 다른 옵션인 천연 담수에는 지구상에서 더욱 제한된 자원일 뿐만 아니라 현대 기술에 문제가 되는 많은 불순물이 포함되어 있다고 그들은 말했습니다.

바닷물을 다루기 위해 팀은 양극성 또는 2층 멤브레인 시스템을 구현하고 다음을 사용하여 테스트했습니다.전기 분해 , 전기를 사용하여 이온 또는 하전된 원소를 구동하여 원하는 반응을 실행하는 방법입니다. 그들은 디자인을 시작했습니다.해수 시스템에 가장 유해한 요소인 염화물을 제어합니다.– SLAC 및 스탠포드 박사후 연구원인 Joseph Perryman이 말했습니다.

해수를 수소 가스로 변환하는 팀의 양극성 막 시스템의 표현 / 이미지: Nina Fujikawa/SLAC 국립 가속기 연구소

Perryman은 “해수에는 물에서 수소로의 반응을 방해할 수 있는 반응성 종이 많이 있으며, 바닷물을 짠맛으로 만드는 염화나트륨이 주요 원인 중 하나입니다.”라고 말했습니다. "특히,양극에 도달하여 산화되는 염화물은 전기분해 시스템의 수명을 단축시킵니다.실제로 이로 인해 안전하지 않게 될 수 있습니다.독성분자 염소와 표백제를 포함하는 산화 생성물의 성질.”

실험에서 양극성 막을 사용하면 수소 가스를 만드는 데 필요한 조건에 접근할 수 있고 염화물이 반응 센터에 도달하는 것을 완화할 수 있습니다.