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지열에너지로 수소 생산을 하는 새로운 Cu-Cl순환의 에너지-엑서지 분석

전문가 제언: ○ 수소는 1 개의 양성자와 1 개의 전자로 구성된 가장 간단한 원소이며 우주에서 가장 흔한 원소이다. 그러나, 수소는 자연에서 홀로 발견되지는 않으며 항상 산소나 탄소와 결합된 형태로만 발견된다. 따라서 수소를 사용할 때 에너지를 투입하여 순수 수소형태로 바꾸어 주어야 한다. 이런 의미에서 수소에너지는 전기와 마찬가지로 에너지운반체(energy carrier) 또는 2차 에너지로 이해하여야 한다.

○ 수소의 안정성에 있어서 수소는 공기 중의 산소와 결합하면서 1 그램당 28,680 칼로리의 열을 내게 된다. 공기 중에서 수소 연소시 온도는 2,300℃까지 올라가며 산소가 존재하고 있는 곳에서 연소온도는 3,000℃까지 올라간다.

○ 화석연료 고갈 및 환경오염에 대처할 수 있도록 친환경적이고 재순환이 가능한 수소에너지제조, 이동 및 저장 등의 핵심적적인 기술개발이 필요하다. 따라서 국제적으로 경제적이고 환경적인 요소들을 2020년부터 2030년 사이에 에너지사용 상당부분을 수소에너지로 전환할 것을 요구하고 있다.

○ 우리나라는 자원이 없으면서 에너지를 많이 소비하는 나라 중의 하나이다. 따라서 이산화탄소의 발생이 적은 친환경적인 신에너지개발이 필요하다.

○ 현재 수소제조를 위하여 가장 널리 사용하는 방법은 천연가스에 포함된 메탄의 수증기개질법이다. 한편 열화학적 Cu-Cl(Copper-chorine)사이클 공정법은 500oC 반응온도로 액체 금속로에서 적용할 수 있으며, 다른 열화학사이클의 반응온도 보다 낮다는 장점을 가지고 있으나 에너지 전환 효율은 다소 낮으며, 이론 치는 41%로 알려져 있다.

○ 국내에서도 많은 수소제조방법들이 연구 개발되고 있으나, 친환경적이며, 저온에서 수소제조 할 수 있는 Cu-Cl사이클에 의한 수소제조기술연구개발, 효율성실증하기 위한 에너지/엑서지 분석방법 개발이 필요한 것으로 판단된다.

저자: M. Tolga Balta, Ibrahim Dincer, Arif Hepbasli
자료유형: 학술정보