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원자력그린수소, 전기분해 그린 암모니아 합성과 원자력의 역할

  • 박우규
  • 2021-12-02 06:24:19
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원자력그린수소, 전기분해 그린 암모니아 합성과 원자력의 역할

대부분의 암모니아 공정은 천연가스를 개질하여 제조한 그레이 수소를 사용한다. 하버-보쉬(Haber-Bosch) 공정은 철을 촉매로 사용하여 그레이 수소와 질소로부터 고온·고압에서 암모니아를 합성한다. 암모니아 제조는 세계적으로 거의 2 퍼센트의 온실가스와 오염물질인 질산염, 아산화질소를 배출한다.

호주의 모나시(Monash) 대학교의 연구팀은 하버-보쉬 공정을 대체할 수 있는 전기분해에 의한 그린 암모니아의 생산방법을 찾아냈다. 전기분해를 통해 그린 암모니아를 합성(electrolysis for green ammonia synthesis)하는 것은 수소를 생산하기 위한 물 전해조와 유사하다. 이 프로세스의 장점은 공정 초기의 수소생산 프로세스가 필요하지 않은 단일 단계(single stage)라는 것이다.

전 세계는 연간 2억 3000만 톤의 암모니아를 생산하며 탈탄소화로 인하여 수요가 증가하고 있다. 암모니아는 에너지를 저장하기 때문에 운송, 항공과 같이 탈탄소화하기 어려운 부문에 대한 고밀도 친환경 연료로 사용되고 있다. 암모니아는 섭씨 -33도에서 액화(수소는 섭씨 -253도) 할 수 있으므로 저장 및 운반이 용이하여 수소 운반체로 활용할 수 있다.

전기분해에 의한 그린 암모니아 합성공정은 값이 싸고 안정적으로 공급할 수 있는 무탄소 전원이 필요하다. 태양광, 풍력과 같이 간헐성과 변동성을 가진 천수답 전기는 그린 암모니아 생산에 필요한 고품질의 전력을 공급하기가 어렵다. 따라서 원자력 발전은 전기분해를 통한 그린 암모니아 생산에 있어서 최적 전원인 것이다.

https://newatlas.com/energy/green-ammonia-phosphonium-production/
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