수소에너지 시대를 대비한 대용량 수소생산공정 현황
연구책임자
임영일
소속
한경대학교
연락처
강의개요
한국은 전체 전력생산의 30%를 원자력에 의존한다. 원자력 발전에서 폐기되는 고온 열원을 이용하여 경제성있는 수소생산공정의 개발은 2005년 2월 교토의정서 (지구온난화가스 감축협약) 발효와 함께 전세계적으로 많은 관심이 집중되고 있다.
원자력의 고온열원을 이용한 수소생산공정 중에서 SI (Sulfur-Iodine) cycle process 는 일본과 미국 그리고 유럽연합에서 의욕적으로 추진하는 과제로서 향후 약 50년 후에 도래할 수소에너지시대에 주된 수소생산공정으로 개발될 수 있으리라 기대된다.
SI cycle process 는 물의 열화학적분해 공정으로 물과 황 그리고 요오드 간의 3개의 화학반응을 통하여 물로부터 수소와 산소를 생산하고 황 과 요오드는 순환된다. 따라서, 3개의 반응기 (Bunsen 반응기, HI 및 H2SO4 분해반응기) 와 효율적인 분리공정(양이온교환분리막, HI 분리 증류탑) 들을 필요로 한다.
본 보고서는 이러한 SI cycle process 에 대하여 세계 각국의 연구현황을 정리하고, 화학공학자들이 SI cycle 공정개발에서 해야 할 기술적 문제들을 설명한다. 특히, 수용성 두상 (two aqueous phases) 에서 열역학적 평형, HI-I2-H2O 혼합용액의 기액평형모델, 강산성 전해질용액의 열역학적 특성등에 관하여 설명하고, 공정개발을 위한 공정 모델링, 모사 그리고 설계에 대하여 심도있게 다루어 본다.
원자력의 고온열원을 이용한 수소생산공정 중에서 SI (Sulfur-Iodine) cycle process 는 일본과 미국 그리고 유럽연합에서 의욕적으로 추진하는 과제로서 향후 약 50년 후에 도래할 수소에너지시대에 주된 수소생산공정으로 개발될 수 있으리라 기대된다.
SI cycle process 는 물의 열화학적분해 공정으로 물과 황 그리고 요오드 간의 3개의 화학반응을 통하여 물로부터 수소와 산소를 생산하고 황 과 요오드는 순환된다. 따라서, 3개의 반응기 (Bunsen 반응기, HI 및 H2SO4 분해반응기) 와 효율적인 분리공정(양이온교환분리막, HI 분리 증류탑) 들을 필요로 한다.
본 보고서는 이러한 SI cycle process 에 대하여 세계 각국의 연구현황을 정리하고, 화학공학자들이 SI cycle 공정개발에서 해야 할 기술적 문제들을 설명한다. 특히, 수용성 두상 (two aqueous phases) 에서 열역학적 평형, HI-I2-H2O 혼합용액의 기액평형모델, 강산성 전해질용액의 열역학적 특성등에 관하여 설명하고, 공정개발을 위한 공정 모델링, 모사 그리고 설계에 대하여 심도있게 다루어 본다.
목차
- 1회 : 수소에너지 시대를 대비한 대용량 수소생산공정 현황:원자력 고온열원을 이용한 SI 순환공정 : 1 장 SI cycle process DOWNLOAD
- 2회 : 수소에너지시대를 대비한 대용량 수소생산공정 현황 (2): 국내, 일본, 미국 및 유럽의 연구현황 DOWNLOAD
- 3회 : 수소에너지시대를 대비한 대용량 수소생산공정 현황 (3): SI cycle process 의 실험적 연구 현황 DOWNLOAD
- 4회 : 수소에너지시대를 대비한 대용량 수소생산공정 현황 (4): Bunsen 반응기, HI 및 H2SO4 분해반응기 에 대한 고찰 DOWNLOAD
- 5회 : 수소에너지시대를 대비한 대용량 수소생산공정 현황 (5): HI 분리 증류탑을 포함한 분리공정에 대한 고찰 DOWNLOAD
- 6회 : 수소에너지시대를 대비한 대용량 수소생산공정 현황 (6): 강산성 전해질용액의 열역학적 상평형과 평형모델 DOWNLOAD
- 7회 : 수소에너지시대를 대비한 대용량 수소생산공정 현황 (7): SI cycle process 의 공정 모델링, 모사 그리고 설계 DOWNLOAD
- 8회 : 수소에너지시대를 대비한 대용량 수소생산공정 현황 (8): 결언 : 수소경제에 대비한 수소생산공정 DOWNLOAD
