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자열반응 수소 저장과 방출 시스템

전문가 제언: ○ 수소는 화석연료의 가장 이상적인 대체연료이나 저장과 장거리 수송의 기술적 문제가 뒤따른다. 수소에너지 운반체로서 메탄올, 디메틸에테르(DME), 압축천연가스(CNG) 등이 사용되고 있다. 외부열의 입력 없이 운반체로부터 수소를 발생하는 자열반응 촉매작용에 의한 탈수소화 방법은 수소와 열에너지 그리고 촉매반응에 의해서 재 수소화되는 수소의 저장과 공급시스템으로 에너지 활용에 유용한 기술이다.

○ 운반체는 수소가스의 방출로 자발적으로 촉매 탈수소화가 일어난다. 이 반응은 연결되는 운반체의 발열의 공기 또는 산소에 의한 선택적 산화 반응에 의해서 역 반응에서 필요한 일부의 열을 제공받는 흡열반응이다. 단계적 공정은 탈수소화 이전에 운반체의 선택적인 부분산화의 가역반응으로 이루어진다. 이 가수소화와 탈수소화 공정 특히 자열반응 가역공정은 수소에너지의 효율증대를 위해 적극적인 응용이 필요하다.

○ 발열과 수소재생 반응은 백금촉매에 의한 나트륨 붕소수소 첨가물/물을 붕산나트륨으로, 리튬 수소첨가물/물을 리튬수산화물로 전환하는 시스템이다. 이는 가역분자 반응에서 기능성 그룹의 두 산화반응의 선택적인 조합으로 가능하다. 가역반응에 적합한 기능성 그룹은 탈수소화 반응의 빠른 가열에 의해서 수소생산을 증가시킬 수 있어 수소연료의 경제성 개선에 기여할 것으로 보인다.

○ 수소의 효과적, 경제적 그리고 안전적인 저장과 수송은 이를 경제적인 에너지 자원으로 만들기 위해서 핵심적인 연구 과제로 남아 있다. 실록센(siloxene), 유기실란 또는 폴리실란 촉매의 조성은 공정의 높은 효율과 안전성을 제공한다. 촉매와 첨가물을 통합하여 저장용기에 대한 기능상이나 비용상의 문제를 해결하는 대안으로 우선 수소연료 차량시스템에서 에너지 효율을 높일 수 있는 계기가 되기를 바란다.

저자: Air Product and Chemial INC.
자료유형: 특허정보