MIT, 태양 열 이용 수소 생산 기술 개발 This MIT system can harness solar energy to produce green hydrogen
순 제로 배출 목표를 달성하기 위해 "녹색" 에너지원이 각광받는 시대에, MIT 연구팀은 태양에 의해 완전히 가동되는 기차와 같은 새로운 원자로 시스템을 사용하여 완전히 친환경적이고 탄소가 없는 수소 연료를 만들 것을 제안했다.
이 기술은 태양의 열을 이용해 물을 쪼개서 직접 수소를 생산합니다. 기술자들은 Technology Solar Energy Journal에 실린 보고서에서 "태양열화학적 수소"를 효율적으로 생산할 수 있는 시스템의 개념 구조에 대해 개략적으로 설명했다.
오늘날, 수소는 주로 천연 가스와 다른 화석 연료를 사용하여 제조되며, 그렇지 않으면 녹색 전력이 그것의 시작부터 그것의 최종 사용까지 더 "회색" 에너지원이 된다.
연구팀에 따르면 태양열화학 수소, 즉 STCH는 재생 가능한 태양 에너지로 전원을 공급하기 때문에 완전히 배출이 없는 대안을 제공한다. 그러나 현대의 STCH 설계는 비효율적이다. 유입되는 태양광의 약 7%만 수소를 생산하는 데 사용된다. 지금까지 낮은 수율과 높은 비용의 결과가 나왔다.
현재 시스템을 보완
MIT 시스템은 햇빛을 모아서 중앙의 수신탑에 반사시키는 수백 개의 거울의 원형 배열인 집중 태양열 발전소 (CSP)와 같은 기존의 태양열원과 결합될 것입니다. 수신기의 열은 물을 쪼개서 수소를 생성하도록 지시하는 STCH 시스템에 의해 흡수됩니다. 이 방법은 열이 아닌 전기를 사용하여 물을 나누는 전기 분해와는 크게 다릅니다
2023 레드 닷 수상에 빛나는 3D 프린팅 손가락 보철물 '루넷' 제작법 무료 공개 VIDEO: This award-winning 3D printable prosthetic is open access
2023 레드 닷 수상에 빛나는 3D 프린팅 손가락 보철물 '루넷' 제작법 무료 공개 VIDEO: This award
가장 필요로 하는 사람들에게 혜택 주기 위해 루넷, 온라인에서 무료로 이용 발명자 휴스턴대 에드퀼랑(David Edquilang) 제프 펑(Jeff Feng) 2023 레드 닷 등 세계의 상 연속 수상 오늘날의 세계에서, 더
conpaper.tistory.com
edited by kcontents
두 단계의 열화학 반응은 제안된 STCH 시스템의 중심에 있습니다. 첫 번째 단계는 물을 증기로 금속에 노출시키는 것을 포함한다. 결과적으로 금속은 증기로부터 산소를 흡수하고 수소를 남긴다. 이 금속 "산화"는 물이 있을 때 철이 녹슬는 것과 비슷하지만 훨씬 더 빨리 발생한다.
"수소가 분리되면, 산화(또는 녹슨)된 금속은 진공에서 재가열되며, 이것은 녹슨 과정을 뒤집고 금속을 재생시키는 역할을 합니다. 산소가 제거되면, 금속은 냉각되고 증기에 다시 노출되어 더 많은 수소를 생산할 수 있다. 이 과정은 수백 번 반복될 수 있습니다"라고 MIT의 한 진술서는 말했다.
이 시스템에서 각 반응기는 처음에는 뜨거운 스테이션에서 섭씨 1,500도의 온도에서 태양의 열을 받게 된다. 이 엄청난 열은 반응기의 금속으로부터 산소를 효과적으로 추출할 것이다. 그 금속은 증기로부터 산소를 흡수할 준비가 된 "감소된" 상태에 있을 것이다. 이를 위해 반응기는 섭씨 1,000도의 온도에서 더 차가운 스테이션으로 이동되어 증기에 노출되어 수소를 만든다.
효율적인 시스템
MIT 설계는 또한 다른 STCH 개념에서 볼 수 있는 전형적인 손실에 대응하기 위한 몇 가지 에너지 절약을 포함한다. 원형 궤도의 반대편에 있는 원자로는 열 복사를 통해 열 교환이 허용된다. 뜨거운 원자로는 냉각되는 반면 차가운 원자로는 가열된다. 이것은 시스템 내에 포함된 열을 유지한다.
연구원들은 또한 첫 번째 열차와 반대 방향으로 움직일 두 번째 원자로 세트를 만들었다. 이 외부 원자로 열차는 더 낮은 온도에서 운행되며 에너지 집약적인 기계식 펌프를 사용하지 않고 더 뜨거운 내부 열차에서 산소를 배출하는 데 사용될 것이다.
이러한 외부 원자로는 쉽게 산화되는 두 번째 종류의 금속도 포함합니다. 외부 원자로는 내부 원자로에서 순환하면서 산소를 빼앗아 에너지 집약적인 진공 펌프 없이 원래의 금속을 탈녹한다. 두 원자로 열차 모두 일정하게 작동하여 독립적인 순수 수소 및 산소 스트림을 생성한다.
연구팀은 제안된 설계에 대한 종합적인 시뮬레이션을 실시한 결과, 이 시스템이 태양열화학 수소 생성 효율을 7%에서 40%로 크게 향상시킨다는 사실을 발견했다.
연구원들은 이 시스템이 효율적으로 사용될 수 있다면, "즉, 수소 생산을 24시간 가능하게 하는 것과 같은, 우리의 에너지 미래를 급격하게 바꿀 수 있습니다. 수소를 만드는 능력은 햇빛으로부터 액체 연료를 생산하는 데 결정적인 부분입니다"라고 애리조나 주립 대학의 화학 공학 조교수인 크리스토퍼 무히가 한 성명에서 말했다.
연구팀은 향후 1년간 시스템 시제품을 제작할 예정이며, 이는 이번 연구를 후원하고 있는 에너지부 연구실의 집중 태양광 발전 설비에서 테스트될 예정이다.
This MIT system can harness solar energy to produce green hydrogen
interestingengineering.com/innovation/this-mit-system-can-harness-solar-energy-to-produce-green-hydrogen?utm_source=izooto&utm_medium=push_notifications&utm_campaign=10.18.23_2
kcontents
