탄소중립 녹색성장을 위해 수소와 암모니아를 이용하여 전력을 생산한다 데 원리가 궁금합니다.
원전이나 재생에너지처럼 온실가스를 배출하지 않으면서 화석연료처럼 전력생산량 조정이 용이하고 탄소가 발생하지 않는 장점이 있다는 수소와 암모니아를 어떤 방식으로 전력을 생산하는 지 궁금합니다.
안녕하세요. 스타박스입니다.
수소발전의 원리는 물을 전기분해하면 전극에서 수소와 산소가 발생하는데, 반대로 수소를 공기 중의 산소와 반응시키면 전기와 열, 그리고 물이 발생하는 원리를 이용한 발전장치이구요.
암모니아발전의 원리는 암모니아(NH3)를 분해하여 수소(H2)와 질소(N)로 만들고, 이를 연소시켜 터빈을 돌려서 전기를 생산하는 발전장치입니다.
수소와 암모니아는 전력 생산에 직접 사용되는 에너지원이 아닙니다. 대신, 전기를 이용해 수소와 암모니아를 생산하고, 이를 에너지 저장 매체로 사용할 수 있습니다.
먼저, 수소 생산 방법에는 여러 가지가 있지만, 대표적으로는 전기분해법과 천연가스개질법이 있습니다. 전기분해법은 전기를 이용해 물 분자를 분해하여 수소와 산소를 생산하는 방식입니다. 천연가스개질법은 천연가스를 이용하여 수소를 생산하는 방식입니다.
생산된 수소는 연료전지를 이용해 전기 에너지를 생산할 수 있습니다. 연료전지는 수소와 산소를 반응시켜 전기와 물을 생산하는데, 이 과정에서 에너지가 생성됩니다.
암모니아 생산 방법에는 수소를 이용한 방법과 대기 중 질소와 수소를 반응시켜 생산하는 방법이 있습니다. 먼저, 수소를 이용한 방법은 수소와 질소를 반응시켜 암모니아를 생산하는 과정입니다. 또한, 대기 중 질소와 수소를 반응시켜 암모니아를 생산하는 하버-보쉬 공정이라는 방법도 있습니다.
생산된 암모니아는 전기 발전소에서 연료로 사용될 수 있습니다. 암모니아 연료는 탄소가 발생하지 않고, 전력 생산량에 따라 유연하게 조정할 수 있기 때문에 환경적인 측면에서 매우 유리합니다.