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日鉄ケミカル&マテリアルは「第23回 SMART ENERGY WEEK【春】」(東京ビッグサイト、2024年2月28日~3月1日)内の「H2&FC EXPO[春]2024~第21回[国際]水素・燃料電池展[春]~」に出展し、燃料電池用触媒担体「ESCARBON MCND」を披露した。 

触媒活性と触媒耐久性を両立

 ESCARBON MCNDは、銀アセチリドを前駆体としたデンドライト(樹状)構造で、数層のグラフェンシートで仕切られた細孔を持つ。主な細孔は直径数nmのメソ孔(ミクロ孔とマクロ孔の中間)となっている。ESCARBON MCNDのメソ孔の内部に設置された白金触媒は高い触媒活性を発揮するため、少ない白金量で高い燃料電池性能を得られる。  同社の説明員は「ESCARBON MCNDではメソ孔の内部と外部に白金触媒が設置される。このため、触媒粒子のバインダとして混錬されるアイオノマーでメソ孔外部の白金触媒は触媒被毒し活性しにくくなるが、メソ孔内部の白金触媒はアイオノマーに触れないため触媒被毒せず高い触媒活性を発揮する。そのため、メソ孔を持たない触媒担体であるカーボンブラックと比べて少ない白金触媒で求められるレベルの触媒活性を実現できる」と説明した。  同製品は特異な細孔構造で触媒の反応効率を高められる他、数層のグラフェンシートで構成されていることから耐酸化性に優れている。これらにより、触媒活性と触媒耐久性を両立し、触媒の使用量を大幅に減らせる。  ESCARBON MCNDの比表面積は1g当たり約1200m2、ミクロ孔容積は1g当たり0.2ml、メソ孔容積は1g当たり約0.9mlだ。なお、同社は、これまで培ってきた炭素材料の制御技術と独自開発の製造プロセスによりESCARBON MCNDの量産化に成功している。これらの利点が評価され、トヨタ自動車のFCV(燃料電池車)「MIRAI」やFCV仕様の新型「クラウン セダンZ」で採用されている。

 

トヨタのFCV「MIRAI」や「クラウン」で採用された燃料電池用触媒担体(MONOist) - Yahoo!ニュース

 

トヨタのFCV「MIRAI」や「クラウン」で採用された燃料電池用触媒担体(MONOist) - Yahoo!ニュース

 日鉄ケミカル&マテリアルは「第23回 SMART ENERGY WEEK【春】」(東京ビッグサイト、2024年2月28日~3月1日)内の「H2&FC EXPO[春]2024~第21回[国際]水素・

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[진주=뉴시스] 정경규 기자 = 경남 진주 경상국립대학교 윤석민(자연과학대학 화학과) 교수 연구팀은 값비싼 백금(Pt)보다 효율적인 물 전기분해 반응이 가능한 레늄 금속 기반 나노 촉매(Pt-Ni@Re) 개발에 성공했다고 26일 밝혔다.

이번 연구 성과는 우수성을 인정받아 엘스비어에서 발행하는 촉매 분야 최상위급 SCI 학술지인 '어플라이드 카탈리시스 B:환경 및 에너지'(IF: 24.319, JCR 랭킹 상위 0.9%)에 게재됐다.

청정한 그린수소를 얻기 위해 산업에서 가장 널리 쓰이는 알칼린 전해조에서 효율적인 물 분해를 통한 수소 생산력은 매우 중요하다. 하지만 수소 공급원인 수소 이온(H+)이 상대적으로 부족한 알칼린 전해조에서 빠른 반응으로 수소를 발생하는 것은 시급히 해결해야 하는 과제이다.

윤 교수 연구팀은 이러한 알칼린 전해조에서 레늄(Rhenium, Re)에 미량의 백금(Pt)과 니켈(Ni)을 각각 5wt% 도핑한 레늄 기반 나노촉매클러스터(Pt-Ni@Re/C nanoparticle clusters)를 합성해 Pt 금속 촉매보다 물 분해에서 낮은 과전압과 빠른 반응 속도를 달성했다.

특히 주목할 점은 이 새로운 촉매가 백금 단가의 약 3%에 불과한 레늄 금속을 기반으로 하고 있다는 것이다. 이는 수소 생산 비용을 현저히 줄일 수 있는 잠재력을 지니고 있다.

또한 이 촉매는 5A/㎠에 가까운 높은 전류밀도에서도 안정적으로 수전해를 유지하는 뛰어난 내구성을 보여줬다. 이는 대규모 그린수소 생산을 위한 지속 가능한 방법을 제공한다.

연구팀은 경희대 화학과 양지은 교수 연구팀과 공동연구를 통해 이 촉매가 1.4볼트의 낮은 과전압에서도 효율적으로 물을 분해할 수 있음을 입증했는데, 이는 에너지적 측면에서도 큰 이점을 가진다.

울산대 정재훈 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 Re 기반 촉매가 소량의 타 전이금속이 도핑됐을 때 Pt보다도 효율적으로 전기화학적 물 분해를 시킬 수 있다는 메커니즘을 규명했다.

이러한 특성 덕분에 이 연구는 산업적 응용 가능성이 매우 높으며 수소 에너지 분야에서의 새로운 변혁을 가져올 것으로 예상된다.

연구진의 혁신적인 발견은 수소 생산의 비용 효율성과 지속 가능성을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력을 갖추고 있어, 그린수소의 대량 생산 및 활용에 중대한 전환점이 될 것으로 기대된다.

한편 제1저자인 경상국립대 기초과학연구소 소속 김진호 연구원은 윤석민 교수 연구팀에서 학부 과정부터 연구를 훌륭히 수행해 레늄 기반 나노촉매 합성과 레늄의 전기화학적 특성 분석, 레늄 기반 나노 촉매에 의한 알칼리 수용액에서 효율적인 물 전기분해의 원리를 실험적으로 규명하는 데 주요한 역할을 했다.

 
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텍사스 수소도시 개요


[수소뉴스 = 양인범 기자] 가스월드에 따르면 ABB의 자동화, 전기화 및 디지털 기술은 텍사스에서 연간 100만 톤의 그린 암모니아 생산을 지원할 것으로 예상되는 주요 ‘파워 to x’ 그린 수소 프로젝트에 통합될 예정이다.

이 기술회사는 지난 19일 수소도시 프로젝트의 일환으로 발전소의 개발사인 GHI(Green Hydrogen International)와 양해각서 체결을 확정했다.

그린 수소 시장이 발전함에 따라 생산 트레인을 추가할 계획으로 수소 도시는 단계적인 프로젝트로 설계되고 있다. ‘파워 to x’ 그린 수소 공장은 2026년에 착공할 계획이며, 2030년에 첫 생산이 예상된다.

‘Power-to-x’ 시설은 태양광 및 육상 풍력 에너지를 사용하여 2.2GW의 전기 분해 공장에 전력을 공급해 연간 280,000톤의 그린 수소를 생산하고 이를 그린 암모니아로 전환할 예정이다.

ABB는 이미 프로젝트의 투자 수익률을 최적화하고 비생물학적 기원의 재생 가능 연료(RFNBO)와 미국 인플레이션 감소법(IRA)을 규율하는 EU 법률 준수를 지원하는 전기 시스템 아키텍처를 개발하기 위한 타당성 조사를 완료했다.

또한 분산 제어 시스템 ABB Ability™ System 800xA®를 통합 제어 안전 시스템으로 공급하여 효율성, 운영자 성능 및 자산 활용도를 향상시킬 계획이다.

위의 사항을 넘어 MOU의 범위에는 전기 모터 및 드라이브, 측정 및 분석 솔루션, 전력 및 프로세스 최적화 솔루션도 포함된다.

브랜든 스펜서 ABB 에너지 인더스트리 회장은 “우리는 수소 도시에 대해 GHI와 협력하여 우리의 자동화, 전기화 및 디지털 기술이 이 녹색 수소 생산 시설을 어떻게 지원하고 확장할 수 있는지 탐구하게 된 것을 자랑스럽게 생각한다”고 말했다.

공장에서 생산된 녹색 수소는 암모니아로 전환하기 위해 20km 파이프라인을 통해 암모니아 생산 시설로 운송됩니다.

GHI는 또한 지속 가능한 항공 연료 및 e-메탄 생산을 위한 공급 원료로서 녹색 수소의 잠재적인 오프테이커들과 논의 중이다.

GHI의 CEO인 브라이언 맥스웰은 “GHI는 수소 도시 프로젝트에 대해 ABB와 협력하게 되어 영광이다. 전력 시스템 아키텍처, 자동화, 전기 및 디지털 시스템에 대한 그들의 최고 수준의 전문 지식은 이 복잡한 프로젝트에 큰 이점을 제공하고 남부 텍사스에서 가장 저렴한 녹색 수소를 생산한다는 우리의 목표를 뒷받침한다”고 덧붙였다.
ABB, 텍사스 그린수소 프로젝트 개발 < 실시간 기사 < 해외뉴스 < 기사본문 - 수소뉴스 (h2news.co.kr)

 

ABB, 텍사스 그린수소 프로젝트 개발 - 수소뉴스

[수소뉴스 = 양인범 기자] 가스월드에 따르면 ABB의 자동화, 전기화 및 디지털 기술은 텍사스에서 연간 100만 톤의 그린 암모니아 생산을 지원할 것으로 예상되는 주요 ‘파워 to x’ 그린 수소 프

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CRRC 창춘철도차량이 시속 160km 최고속도 시험 운행에 성공했다.(사진=CRRC)
월간수소경제 = 성재경 기자 | 중국이 자체 개발한 수소연료전지 열차가 시속 160km의 최고속도로 시험 운행에 성공했다.

글로벌타임스(Global Times)는 CRRC 창춘철도차량(이하 ‘CRRC 창춘’)에서 입수한 자료를 토대로 “3월 21일 중국 동북부 지린성 창춘에서 최고속도로 시험 운행을 완료했다”고 보도했다.

CRRC(중국중차)는 중국 내 고속열차를 단독으로 공급하고 있는 국영기업이다.

시속 160km의 속도에 도달한 이 열차는 철도 운송 부문에서 수소에너지의 활용 가능성을 높일 뿐 아니라 중국 철도장비 제조 분야의 기술력과 생산력을 한 단계 높이는 데 일조할 것으로 보인다.

CRRC 창춘의 수소열차는 연료전지와 슈퍼커패시터, 배터리를 조합한 수소전기 하이브리드 방식을 통해 에너지 효율성과 유연성, 신뢰성을 크게 높였다. 1회 수소 충전으로 600km를 달릴 수 있다.

CRRC 창춘은 주요 부품에 대한 테스트뿐 아니라 에너지 소비, 신뢰성, 견인력, 제동력 등 다양한 테스트를 통해 영하 25℃~35℃에서 안정적으로 구동됨을 확인했다.

무탄소 배출 외에도 자동 시동과 출발·정지, 차고지 복귀 기능, 지능형 모니터링 시스템, 5G 통신 등을 갖추고 있으며, 4량의 열차에 1,500명의 승객을 태울 수 있다.

이번 실증의 성공은 중국이 구체적인 계획을 마련해 수소에너지 개발을 가속화하고 있는 가운데 나온 대표 성과에 든다.

중국 정부는 2025년까지 5만 대의 수소전기차 운행을 목표로 하고 있으며, 29개 지자체가 1,200개소 이상의 수소충전소를 구축할 계획이다.

지난해 중국 내 수소전기차 판매량은 2022년 대비 72% 증가한 5,800대에 달했다. 특히 작년 12월에는 1,500여 대의 월 판매량을 기록하며 역대 최고치를 기록했다.  

 

中 CRRC, 시속 160km 수소열차 시험 운행 성공 < 기술 < NEWS < 기사본문 - 월간수소경제 (h2news.kr)

출처 : 월간수소경제(https://www.h2news.kr)

 

中 CRRC, 시속 160km 수소열차 시험 운행 성공

월간수소경제 = 성재경 기자 | 중국이 자체 개발한 수소연료전지 열차가 시속 160km의 최고속도로 시험 운행에 성공했다.글로벌타임스(Global Times)는 CRRC 창춘철도차량(이하 ‘CRRC 창춘’)에서 입수

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월간수소경제 = 이종수 기자 | 폐지 예정인 28기 석탄발전소를 수소발전융복합클러스터로 전환하는 프로젝트가 국가사업으로 추진될지 주목된다. 

국민의힘 공약개발본부는 지난 2월 27일 ‘기후 미래 택배 1호’ 공약을 발표했다. 이번 공약은 크게 △기후위기 대응 재원 확대 및 컨트롤타워 강화 △무탄소 에너지 확대를 통한 글로벌 산업경쟁력 확보 △온실가스 배출권 거래제 혁신 및 기업의 저탄소 전환 지원 △기후산업 육성 △녹색금융 확대 등 5개로 구분된다.

이 중 무탄소 에너지 확대 분야에 ‘수소 생태계 구축을 통한 수소경제 선도국가 도약’이 포함됐는데, 세부 내용 중 ‘폐지 예정 석탄화력발전소의 수소발전융복합클러스터 전환’ 프로젝트가 눈에 띈다. 이는 공정사회실천연대가 대통령 직속 2050 탄소중립녹색성장위원회와 국민의힘 측에 제안한 것이다.  

한국이 국제사회에 약속한 탄소중립 목표 달성을 위해 발전, 철강, 석유화학, 시멘트, 수송 등 전 산업에 수천만 톤의 청정수소를 공급하기로 했지만 현실적인 난관들이 많은 상황이다. 수명 종료 시 폐지할 석탄발전소를 수소발전융복합클러스터로 전환해 대량의 저렴한 수소를 신속하게 생산·공급하자는 게 핵심 내용이다.


석탄발전소 수소발전융복합클러스터 전환 개요도.(그림=공정사회실천연대)
공정사회실천연대에 따르면 산업통상자원부는 ‘제10차 전력수급기본계획’을 통해 전국에 산재한 58개 석탄발전소 중 2036년까지 수명이 종료되는 28기의 석탄발전소를 LNG 발전소로 대체할 계획이다.

그러나 이렇게 폐지될 석탄발전소를 모두 LNG발전소로 전환하게 되면 수급 및 가격 변동성이 매우 큰 LNG의 발전량 비중이 60~70%로 커져 국가 에너지안보가 불안정해질 수 있어 단순히 LNG발전소로 전환하는 대신 LNG 발전소의 복합발전 기능을 포함한 ‘수소발전융복합클러스터’로 전환하자는 것이 공정사회실천연대의 제안이다.

이렇게 하면 기존 석탄발전소의 넓은 부지에 과거 발전설비 3~4배의 발전소 증설이 가능하고, 도로·송전설비·항만 등 많은 공용설비를 그대로 활용하게 되어 신규투자비와 건설공기를 대폭 줄일 수 있다. 또 전력수요 비수기나 밤에는 집중적으로 수소를 생산하므로 플랜트 효율을 극대화할 수 있다는 설명이다. 

수소 생산과정에서 발생한 CO₂는 전량 포집하고, 인근 LNG 인수기지에서 버려지는 냉열(섭씨 영하 162℃)을 활용해 포집된 CO₂를 액화시킨 후 이를 국내외에 확보한 지중저장소에 저장한다. 클러스터 인근 산단, 주택단지, 빌딩 등 주변 지역에서 포집한 CO₂도 클러스터 내로 배관을 통해 이송한 후 액화하고 국내외 저장소로 운송·저장하는 ‘지역 CO₂처리 허브’ 역할도 수행할 수 있다.

생산된 수소는 1차적으로 수소발전에 사용한다. 그러고도 남는 수소는 수소가 주원료인 암모니아나 암모니아가 주원료인 요소수 같은 국가전략물자 생산에 활용하고, 기존 가스망을 이용해 전국 수소 수요처에 공급할 수 있다. 정부는 2026년 상업화를 목표로 기존 도시가스망에 수소 20%를 혼입하는 실증 프로젝트를 추진 중으로, 수소 혼입 비율을 점차 확대해 나갈 계획이다.

수소생산 원료는 국내에서 발생하는 국내 4대 정유사의 정유찌꺼기인 페트콕(Pet-Coke)과 하수슬러지, 축산폐기물, 잡목바이오메스 같은 준폐기물을 최대한 사용한다. 이를 통해 국가 에너지안보와 에너지자립도를 개선하는 동시에 준폐기물의 업싸이클링(폐기물 원료화)을 실현하고, 현재 시중 소매가의 1/3 수준인 저렴한 수소(판매목표가 3,000원∼5,000원/kg)를 대량 공급해 국가산업 전반의 국제경쟁력을 높일 것으로 기대된다.

전재은 공정사회실천연대 사무총장은 “이번 사업은 CO2를 포집·운송·액화·저장하는 ‘지역 CO2 허브’로 기능해 전 산업의 탄소중립을 용이하게 하고, 대량의 저렴한 수소생산과 동시에 연료전지발전소와 중소형 수소발전소의 본격 활용을 가능케 해 민원 없이 신속하고 저렴하게 기존 전력공급 난제를 해소할 수 있다”라며 “조선·자동차·반도체·배터리·방위산업에 이어 또 하나의 새로운 국가 고도경제성장 동력원이 될 것”이라고 밝혔다.

출처 : 월간수소경제(https://www.h2news.kr)  

폐지 석탄발전소, 수소발전융복합클러스터로 전환되나 < 정책 < NEWS < 기사본문 - 월간수소경제 (h2news.kr)

 

폐지 석탄발전소, 수소발전융복합클러스터로 전환되나

폐지 예정인 28기 석탄발전소를 수소발전융복합클러스터로 전환하는 프로젝트가 국민의힘 ‘기후 미래 택배 1호’ 공약에 포함되어 주목된다. 그간 정부의 수소정책에는 언급되지 않은 새로운

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