물 분열이란 무엇입니까?

물 분할은 수의 화학적 화합물을 수소와 산소의 구성 요소로 분해하는 과정입니다. 물 분할에 대한 많은 접근법이 있으며, 이들 중 가장 흔한 전기 분해는 전기 전류가 물을 통과하여 수소와 산소 이온을 생성합니다. 수소와 산소를 물에서 분리하는 데 필요한 에너지와 연료의 순수한 수소로부터 나중에 파생 될 수있는 에너지 측면에서 많은 물 분할 방법이 에너지 효율적이지는 않지만, 그 과정은 화석 연료에 대한 의존성을 대체하는 잠재적 대안으로 여겨진다. 물을 분할하기 위해 태양열 및 새로운 화학 물질 촉매를 사용하는 응용은 그 과정에서 온실 가스 배출 또는 기타 오염 물질을 생산하지 않고 재생 가능한 순 에너지 이득을 생산하는 유망한 방법을 제공합니다.

에너지를 사용하여 분할 광촉매 물조명 또는 풍력과 같은 다른 재생 가능 에너지 원을 사용하는 것은 이제 새로운 형태의 전기 분해로 전류를 생성하기 위해 사용되고 있습니다. 목표는 햇빛과 같은 재생 가능한 에너지 원에 의해 전적으로 연료를 공급하는 물 분할 시스템을 만들어 화석 연료에 대한 수소 생산 경쟁력을 제공하는 것입니다. 이 과정의 과제는 저렴하고 내구성있는 재료로 만들어진 전극을 개발하는 것이 었습니다. 코발트 및 니켈 붕산염 화합물은 증가 된 효율을 제공하는 것으로 밝혀졌으며 저렴하고 제조하기 쉽습니다. 이 새로운 전극 화합물은 상업용 태양 연료 생산 시스템에서 안전하지만 위험한 알칼리 화합물을 전해질 용액으로 사용하는 산업 전기 분해 방법의 효율성과 아직 경쟁 할 수는 없습니다.

에너지 이득 측면에서 가장 약속을 제공하는 물 분할 메커니즘은 식물이 햇빛을 화학 에너지로 변환하는 데 사용하는 광합성 과정에 기초합니다. 자연 스럽지만이 시스템은 1972 년 일본에서 연구가 시작되었을 때 처음에 1% 미만의 효율성을 모방 한 매우 느리고 인공 시스템으로, 새로운 프로세스가 수소 생산 수준을 증가시키고 있습니다. 2007 년 일본 연구자들은 수소화 된 미세 결정 실리콘으로 만든 전극을 백금의 나노 입자로 코팅하기 시작했으며, 이는 전극의 안정성과 수명과 물 분할에서의 촉매 능력을 더욱 증가시켰다.

미국의 NREL (National Renewable Energy Laboratory)의 유사한 연구는 2015 년 2015 년 14%의 수소 효율 전환율을 목표로하여 2005 년 1,000 시간에서 2015 년 20,000 시간의 내구성이 증가함에 따라 태양열을 14% 대상으로합니다. 이 효율이 증가함에 따라 수소 연료 생산 비용은 2005 년 킬로그램 ($/kg) 당 1 킬로그램 ($/kg) 비용으로 2005 년에 $ 360/kg으로 2015 년 $ 5/kg으로 $ 5/kg으로 하이드를 생산하기 위해 물을 분할하여 감소합니다.로겐은 천연 가스의 개혁으로부터 수소 기반 연료를 생성하는 것보다 여전히 3 ~ 10 배 더 비쌉니다. 이 연구는 여전히 확립 된 에너지 부문과 경제적으로 경쟁하기 전에 약간의 거리가 있습니다.