이 뉴질랜드 기술이 기후 변화에 도움이 될까요?

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녹색 수소는 재생 에너지나 바이오매스를 사용하여 지속 가능하게 생성될 수 있기 때문에 뉴질랜드가 석유와 가스에서 벗어나 "정당한 전환"을 하기 위한 점점 더 초점이 되고 있습니다. 사진 / 123rf

이는 전기를 생산하고, 엔진을 구동하고, 비료를 만드는 기후 친화적인 방법으로 선전되어 왔으며, 이제 새로 출범한 뉴질랜드 스핀아웃 회사가 녹색 수소 기술을 세계로 가져가고 있습니다.

청정 에너지원은 재생 가능 에너지나 바이오매스를 사용하여 지속 가능하게 생성될 수 있기 때문에 뉴질랜드가 석유와 가스에서 벗어나 "정당한 전환"을 하기 위한 점점 더 초점이 되고 있습니다.

수소는 전 세계적으로 생산되지만 거의 대부분이 "갈색" 수소이거나 석탄과 천연가스로 만들어진 수소이며, 이는 매년 수억 톤의 CO2 배출원입니다.

그러나 녹색수소는 재생에너지원의 전기분해를 이용해 만들어질 수 있어 탄소발자국이 적다.

그러나 이러한 약속에는 문제가 따릅니다. 즉, 공급망 문제, 비용 상승, 경제성과 가용성을 저해하는 원시 광물 부족 등이 있습니다.

이는 뉴질랜드 최초의 수소 심층 기술 스타트업이자 크라운 소유의 GNS Science의 첫 분사 회사가 해결하고자 하는 과제입니다.

GNS 상업 및 비즈니스 파트너십 관리자인 Sheena Thomas는 국제 에너지 기구(IEA)에 따르면 2030년까지 녹색 수소 수요가 거의 두 배인 180메가톤(Mt)으로 증가할 것으로 예상한다고 말했습니다.

"현재 매년 화석 연료로 만들어진 거의 100Mt의 수소가 사용되고 있으므로 해결해야 할 시급한 문제입니다."

Bspkl이라고 명명되고 인큐베이터인 WNT Ventures의 지원을 받는 새로운 회사의 중심에는 수요를 충족할 만큼 충분한 전해조를 생산할 수 있는 현지 개발 기술이 있었습니다.

"이것은 전기화하기 매우 어려운 항공, 해운, 철강과 같은 핵심 산업을 탈탄소화할 수 있는 엄청난 가능성을 열어줍니다."

그렇다면 새로운 기술은 어떻게 작동했나요?

Bspkl의 최고 기술 책임자인 Jerome Leveneur 박사는 전 세계 거의 모든 수소가 메탄 분해라는 과정을 통해 생산되었으며, 이는 전 세계 탄소 배출량의 약 2%를 차지한다고 설명했습니다.

GNS 이온빔 재료 과학자인 Leveneur는 “수소는 우리의 일상 생활을 지원하는 데 매우 중요한 역할을 하지만 이를 깨끗하고 지속 가능하게 만드는 방법을 찾아야 합니다.”라고 말했습니다.

전기분해를 사용하면 전기를 사용하여 물에서 수소를 만들 수 있으며, 태양열, 풍력, 지열과 같은 에너지원에 연결하면 이 과정을 완전히 재생 가능하게 할 수 있습니다.

우리는 전해조 자체를 양파처럼 여러 층의 부품이 쌓여 있다고 생각할 수 있습니다.

양성자 교환막(PEM) 전기분해라고 불리는 잘 확립된 접근법 중 하나는 막, 양극 및 음극을 사용합니다.

양극에서 물 분자는 양전하를 띤 수소 이온으로 분리되고 산소 원자는 우리가 호흡하는 산소인 O2 분자로 재결합됩니다.

"수소 이온은 막을 통과하여 음극에서 전자와 결합하여 수소 가스를 형성합니다."

PEM 전해기는 지속 가능한 수소를 제조하는 가장 효율적인 방법으로 널리 인정받고 있지만, 희귀하고 유한한 원소에 대한 의존도는 기술 확장에 있어 큰 단점으로 남아 있습니다.

이러한 장애물을 극복하기 위해 Bspkl은 Leveneur가 발명한 혁신 기술을 제안했습니다. 이는 촉매 코팅 막(CCM)이라고 불리는 PEM 전해조에 중요한 구성 요소의 개선된 유형입니다.

“막은 일반적으로 백금과 이리듐과 같은 촉매 입자의 얇은 층으로 양면이 코팅되어 있습니다.”라고 그는 설명했습니다.

"촉매 입자는 양성자 교환막 표면에 고르게 분산되어 결합해야 효율적이고 빠른 전기화학 반응이 가능합니다.

"촉매가 없다면 전해조는 수소를 생산하기 위해 훨씬 더 많은 전기를 필요로 할 것입니다."