화학에너지의 대안 수소에너지

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목차: 1. 서론
2. 신재생에너지
2.1. 신재생에너지란
2.2. 신재생에너지의 종류
3. 수소에너지
3.1. 수소에너지란
3.2. 수소에너지의 개발 현황
3.2.1. 수소 생산
3.2.2. 수소 저장
3.2.3. 수소 수송
3.2.4. 수소에너지 이용
4. 수소에너지에 대한 경제적 분석
4.1. 화석에너지와 수소에너지 비교
4.2. 연료전지 자동차의 경제성 분석
5. 결론
5.1. 요약
5.2. 수소에너지의 발전 가능성, 전망
6. 참고문헌

본문내용: 3. 수소에너지
3.1. 수소에너지
수소에너지는 무한정인 물 또는 유기물질을 변환시켜 수소를 생산하여 이용하는 에너지이다. 수소에너지에 사용이 되는 에너지원으로서의 수소는 여러 가지 장점을 지니고 있어 미래의 에너지 시스템에 가장 적합한 것으로 판단되고 있다.
첫째, 수소는 연소시 극소량의 NOx 발생을 제외하고는 공해물질이 생성되지 않는다. 또한 직접연소에 의한 연료나 연료전지의 연료로 사용이 간편하다. 둘째, 가스나 액체로서 쉽게 수송할 수 있으며, 고압가스, 액체수소, Metal Hydride (금속수소화물 이나 수소흡장합금) 등의 다양한 형태로 저장이 편리하다. 셋째, 궁극적으로 무한정인 물을 원료로 하여 제조할 수 있으며, 사용후에는 다시 물로 재순환이 이루어진다. 넷째, 산업용의 기초 소재로부터 일반 연료, 수소자동차, 수소비행기, 연료전지 등 현재의 에너지 시스템에서 사용되는 거의 모든 분야에 이용될 수 있다.
따라서, 현재 에너지 자원 고갈과 환경오염문제를 해결할 수 있는 가장 유력하고 유일한 대안이 바로 수소에너지이며, 21세기에는 지구온난화와 대기오염 대비 및 에너지 안보와 자급 차원에서 수소에너지의 시장 확보가 가능할 것으로 예측된다.
수소는 재생가능 에너지원으로부터 얻는 것을 목표로 하고 있다. 하지만 현재 가장 경제적이고, 기존 시스템에 큰 충돌없이 원천적으로 이산화탄소 등을 상당 부분 제거하여 화석연료의 청정화 이용에도 기여한다는 점에서, 수소생산원으로서 화석연료가 상당한 비중을 차지하게 될 것이다. 이와 같이, 수소에너지 기술은 이미 그 중요성이 국제사회에 너무나 널리 알려져 왔으므로, 미국·일본을 비롯한 기술선진국들은 21세기 에너지문제와 환경문제를 한꺼번에 해결할 수 있는 거의 유일한 대안으로 수소에너지 기술의 연구에 심혈을 기울여 왔으며 이미 상당한 성과를 거두고 있다. 무한정인 물과 유기물질(바이오매스)을 원료로 하여 수소를 제조 이용한다면, 재순환되므로 자원 고갈 우려가 없어, 화석연료 자원이 빈약한 국가에 적합한 에너지원이다.
3.2. 수소에너지 개발 현황
3.2.1. 수소 생산 방법
현재 널리 사용되고 있는 경제적인 수소제조기술로는 천연가스, 석유 등의 화석연료를 이용한 제조방법이 주를 이루고 있으며, 일부 물의 전기분해 기술도 이용되고 있다. 화석연료가 아닌 신재생에너지 개념으로 평가되는 수소의 제조기술로는 태양광분해법, 열화학사이클법, 전기분해법, 고온 열분해법 등이 있다.
태양광분해법은 태양에너지로 물을 분해하여 수소를 제조하는 것으로 반도체소자를 이용하여 태양광을 전기에너지로 변환시키고 동시에 물 분해를 수행하는 광전기화학법, 광증감제나 광촉매를 이용하여 물의 분광학적 분해를 가져오는 광촉매법, 미생물을 이용하여 광합성과 같은 원리로 수소를 제조하는 생물학적 광분해법 등 여러 가지 방법이 있다. 하지만 아직까지 기초기술 단계로 앞으로도 많은 연구개발이 필요하다.
열화학사이클법은 500~1,000℃ 정도의 열원으로 가능한 화학반응들을 조합하여 물을 분해하는 사이클을 구성하는 것으로, 이론적으로는 열효율이 아주 높은 물의 분해기술이다. 그러나 화학반응에 관여하는 화합물의 분리, 이송, 반응장치의 재질선택 등 문제점을 해결해야 한다. 많은 수의 열화학사이클들이 제안되었으며,

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