수소를 만드는 방법은 무엇이 있나요??
발전 원료로써 미래 자원으로 주목되고 있는 수소는 우리나라는 수입에 의존하고 있는 걸로 알고 있습니다. 수소를 만들어내면 발전도 하고 자동차 원료로 쓸수도 있는데 수소를 만드는 방법에는 무엇이 있나요??
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
현재 연료용 수소를 만드는 방법은 천연가스에서 수증기 개질법으로 만들거나, 석탄 가스화, 또는 제철공장이나 석유화학공장의 공정 중에 부가적으로 수소가 발생하는데 그 수소를 모으는 방법인 부생수소 생산이라는 방법을 이용합니다.
흔히 알려져 있는 물을 전기분해하여 얻는 방법을 사용하기도 하지만 물에 1.75볼트 이상의 전류를 흘리면 양극에서 산소가 발생하고 음극에서는 수소가 발생하게 되지만 생산단가가 가장 많이 들어가기 때문에 거의 사용하지 않으며, 가장 많이 사용한 방법은 부생수소 생산입니다.
안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
물과 수산화나트륨을 같이 넣은 이유는 순수한 물에는 전류가 흐르지 않기 때문이에요.
그래서 전해질인 수산화나트륨을 소량 녹여서 전류를 흘려주면 전기 분해가 일어나게 되죠.
물을 전기 분해하면 (-)극에서 수소 기체, (+)극에서 산소 기체가 2:1의 부피비로 생성되게 되요.
전원 장치는 직류를 사용해야하는데, 교류를 사용하면 (+)극과 (-)극이 계속 바뀌기 때문에 전기분해가 불가능해진답니다.
이때 산소는 산화를 하고, 수소는 환원을 하게 되요.
감사합니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
수소는 물의 전기분해, 천연가스의 수증기 개질, 석탄의 가스화, 바이오매스의 가스화 등의 방법으로 생산할 수 있습니다.
물의 전기분해는 가장 친환경적인 수소 생산 방법입니다. 물에 전기를 가하여 수소와 산소로 분해하는 방법으로, 화석연료나 부산물을 사용하지 않습니다. 하지만, 전기 에너지가 많이 소모되는 단점이 있습니다.
천연가스의 수증기 개질은 천연가스에 수증기를 반응시켜 수소와 일산화탄소를 생성하는 방법입니다. 가장 저렴한 수소 생산 방법으로, 현재 세계적으로 가장 많이 사용되고 있습니다. 하지만, 천연가스의 수요가 증가함에 따라 수소 생산 비용이 상승할 수 있다는 우려가 있습니다.
석탄의 가스화는 석탄을 고온에서 가열하여 수소와 일산화탄소를 생성하는 방법입니다. 천연가스 수증기 개질과 유사한 방법이지만, 석탄을 원료로 사용하기 때문에 천연가스 수증기 개질에 비해 비용이 저렴합니다. 하지만, 석탄의 연소 과정에서 온실가스가 배출된다는 단점이 있습니다.
바이오매스의 가스화는 바이오매스를 고온에서 가열하여 수소와 일산화탄소를 생성하는 방법입니다. 천연가스 수증기 개질과 유사한 방법이지만, 바이오매스를 원료로 사용하기 때문에 천연가스 수증기 개질에 비해 친환경적입니다. 하지만, 바이오매스의 수요가 증가함에 따라 수소 생산 비용이 상승할 수 있다는 우려가 있습니다.
우리나라의 경우, 천연가스의 수증기 개질을 통해 수소를 생산하고 있습니다. 천연가스는 국내에서 생산되는 양이 많아 원료 수급에 안정성이 있다는 장점이 있습니다. 또한, 수소 생산 기술이 비교적 성숙되어 있다는 장점도 있습니다.