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고온 집열 태양열에 의한 수소 생산기술 개발 동향(Advanced Developments on Hydrogen Production via Concentrated Solar High-Temperature Heat in USA and Europe)

전문가 제언: □ 수소 에너지 관련 기술들은 향후 화석연료의 시대가 지나고 새로운 에너지 시스템으로의 전환이 이루어질 경우에 필연적으로 요청되는 기술이다. 이들 산업의 성장 잠재력은 무한하나 앞으로 얼마만큼 화석 에너지 시대가 지속할 것인지에 따라, 또한 지구의 환경 공해의 심각성과 그 진전 정도에 따라 또한 지구의 환경 공해의 심각성과 그 진전 정도에 따라 시급성이 결정될 문제이다.

□ 사하라 사막의 5%도 안 되는 500x500km 면적에 20%의 효율을 갖는 태양열 집열장치를 설치한다면, 이 지역 일사량만으로도 계산상으로는 전 세계 인구의 연간 에너지 필요량(1.2x1014kWh)을 공급하기에 충분한 에너지를 얻을 수 있다. 태양 에너지로부터 태양 에너지 연료를 만드는 것에는 전기화학적 방법, 광화학적 방법 및 열화학적 방법 등 3가지 기본적인 방법이 있으며, 이들의 조합도 가능하다.

□ 이중 열화학적인 방법은 열역학적 장점 때문에 활발히 연구되고 있다. 태양 에너지 흡열계는 이 축적된 태양열을 흡수하여 고온의 열 형태로 전달하며 이를 이용한 화학적 반응에 의해 최종적으로는 그들의 화학적 결합 안에 태양 에너지를 저장하게 되는 것이다.

□ 본고에서는 고온 태양집열 이용에 관련한 수소 제조 기술의 해외 동향이 소개되어 있는데 ‘천연가스(메탄)의 태양열 개질법’, ‘석탄, 바이오매스의 태양열 가스화법’ 및 ‘다단계 열화학 사이클에 의한 물 분해법’에 대해 설명되어 있다.

저자: Tatsuya KODAMA
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