1. 수소의 운반물질, 암모니아
청정에너지로의 전환이 요구되는 현재, 수소 에너지는 중요한 미래 에너지로 부각되고 있다. 이유는 연소했을 때 소량의 물과 질소 산화물만을 배출하기 때문인데, 이점은 탄소 중립을 실현하는데 가장 적합한 장점이기 때문이다. 그래서 전 세계적으로 수소를 생산하고 저장하고 운송하는 기술 개발이 적극적으로 이루어지고 있다.
수소는 기본적으로 기체이기 때문에 부피가 커 저장이 어렵다. 저장을 위해서는 영하 235도까지의 극저온 냉각을 해야 하는데 온도 유지에도 어려움이 있고, 냉각을 위해서는 별도의 에너지가 필요하다. 그래서 수소의 부피를 줄여 저장과 운송이 수월한 방식이 고려되었는데, 바로 이것이 수소에 질소를 결합시켜 암모니아를 만드는 것이다.
2. 암모니아란?
암모니아는 질소 원자를 포함하는 화합물로 비료나 화학 섬유의 중간체로 쓰였는데, 이제는 수소의 운반물질로서 부각되고 있다.
3. 암모니아의 장점과 미래
암모니아는 기체 상태의 수소에 비해서 1,400배 정도의 부피를 줄일 수 있고, 영하 33도면 액화시킬 수 있어 저장과 운송에 유리하다. 저장이나 운송할 때는 액체 암모니아 상태를 유지하고, 수소를 사용해야 할 때는 암모니아에서 수소와 질소를 분리하여 수소만을 에너지 생산의 연료로 사용하게 된다.
하지만 여기서 수소와 질소를 분리하고 수소를 다시 에너지로 전환하는 과정에서 필연적으로 에너지 전환 효율이 떨어지게 된다. (시간이 많이 필요할 수록, 공정이 많아질수록 에너지 전환 효율은 보통 감소한다.)
그래서 촉매 등을 사용해 암모니아에서 고순도 수소를 효과적으로 추출하는 기술이나, 수소를 추출하지 않고 연료전지나 발전기에 바로 암모니아를 주입하고 에너지를 생산하는 기술들에 대한 연구들이 진행되고 있다.
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