수소는 미래의 연료다
우리나라의 미래 연료로 수소를 사용하는 프로젝트는 공상 과학 소설의 영역에서 실용적인 비행기로 이동하는 것 같습니다. 국제 석유 및 가스 시장의 주요 공급자로 알려진 러시아는 곧 유럽 시장에 수소를 공급할 것입니다. 그 판매는 이제 막 추진력을 얻기 시작했습니다. 전문가에 따르면 2050년까지 수소에 대한 수요는 15배 증가하고 전체 세계 에너지 시장의 20~2040%를 차지할 것입니다. XNUMX년부터 영국과 유럽 국가에서는 가솔린 엔진 자동차 판매를 중단할 계획이다. 이 결정은 수소 에너지와 전체 기술 구성 요소의 진화를 자극해야 합니다.
소매를 걷어붙인 러시아 핵 과학자들은 사업을 시작합니다. 그래서 2018년 말 국영 기업 Rosatom은 "산업 국가 프로젝트의 일환으로 기술 개발의 우선 순위 영역"에 수소 에너지를 포함하기로 결정했다고 발표했습니다. 그리고 JSC VNIIAES는 핵-수소 에너지 요구에 대한 기술 솔루션의 주요 고객 역할을 합니다.
여기에서 원자력 과학자들에게 수소는 오일맨을 위한 관련 가스와 마찬가지로 기술 과정의 부산물에 가깝다는 점을 명확히 하는 것이 중요합니다. 쌓이면 위험해지고 어떤 실용성을 찾기보다 태우기가 더 쉽다. 아, 수소와 산소의 혼합물을 "폭발성 가스"라고 부르는 것은 괜한 일이 아닙니다. 수소에 소량의 산소 불순물이 있어도 폭발할 수 있습니다. VVER 유형의 NPP, 원자로 노심 및 격납 시스템에서 수소 방출과 함께 물의 방사성 분해가 발생합니다. 이러한 위험한 현상을 중화시키고 폭발 안전을 확보하기 위해 원자력 발전소는 다양한 제어 및 가스 정화 시스템을 사용합니다. 이러한 시스템의 개발은 VNIIAES JSC가 수행하며 수소 에너지 분야에 대한 풍부한 경험과 자체 개발이 많습니다. 수소는 다양한 방법으로 중화되지만 대부분 연소됩니다.
러시아 유럽 지역의 일부 원자력 발전소에는 수소 후연소 시스템이 장착되어 있습니다.
콜라 NPP - 4개의 동력 장치;
Rostov NPP - 2개의 동력 장치;
Balakovo NPP - 4개의 동력 장치;
Novovoronezh NPP - 2개의 동력 장치;
Kalinin NPP - 3개의 동력 장치.
분명히 핵 과학자들의 밝은 마음은 영화 "코카서스의 죄수"의 유명한 캐릭터 인 "우리를 방해하는 사람이 우리를 도울 것입니다! "와 같은 방식으로이 문제를 해결했습니다.
원자력 과학자들은 판매로 돈을 벌 수 있는데 수소를 헛되이 태우는 이유를 결정했습니다. 또한 현재 유럽에서는 이에 대한 수요가 해마다 증가하고 있습니다.
2019년에 JSC VNIIAES는 예비 프로젝트에 대한 신청서를 작성하고 수소 생성, 저장 및 운송 기술에 대한 기술 요구 사항을 개발할 계획입니다.
다음과 같은 혁신적인 개발이 계획되어 있습니다.
• 배출구의 수소 압력이 80MPa이고 용량이 시간당 108nm3H2인 금속 수소화물 열 흡착 압축기;
• 108 Nm3 H2/h 용량의 수소 발생기 전해조;
• 500kg/일 용량의 합금(흡착제) 생산 설비;
• 톨루엔 수소화에 의한 메틸사이클로헥산 생산 장치 및 HCEC 제품(수소/산소)을 소비자에게 운송 및 전달하기 위한 물류 센터 및 수소 허브.
또한 낮 동안 일정하지 않은 부하 일정이 있는 전력 시스템에 존재하는 문제에 주목해야 합니다. 낮 동안의 최대 부하는 밤에 소비 감소와 번갈아 나타납니다. 소비 감소 기간에 원전 전력의 일부를 수소 발전으로 전환함으로써 전력 소비 일정을 균등화할 수 있습니다. 부하가 균일하게 분산된 작동 모드는 모든 전기 장비를 생성하는 데 가장 선호됩니다.
프로젝트 중 하나에서 소비자의 요구에 맞는 상업용 수소 생산을 위해 러시아 유럽 지역에 있는 원자력 발전소 일부의 발전 용량에 대한 가능한 추가 부하가 해결되고 있습니다. 이를 위해 현재 시운전 준비 중인 콜라 원전과 FNPP(부유식 원자력 발전소) 아카데믹 로모노소프(Akademik Lomonosov)를 검토하고 있다. 2019년 여름, FNPP는 Chukotka Autonomous Region 연안의 Pevek 항구에 위치할 예정입니다. FNPP는 Bilibino NPP와 Chaunskaya CHPP라는 두 개의 대규모 전력 시설을 대체할 수 있을 것으로 계획되어 있습니다.
성명서는 다음과 같이 말합니다.
수소와 산소의 연소 중에 방출되는 열에 관해서는 많은 양의 에너지(최대 3000J/G)의 방출과 함께 이 혼합물의 높은 연소 온도(섭씨 24도)에 주목할 가치가 있습니다. 이 속성은 합금 생성, 금속 절단 및 용접을 위해 내화성 금속, 석영 등을 녹일 때 사용됩니다. 수소가 연소될 때 유해 물질은 생성되지 않고 물만 생성됩니다.
독자가 위태로운 것을 이해할 수 있도록 수소 연료 전지에 대해 별도로 살펴 보겠습니다. 에너지 원이 배터리를 구성하는 구성 요소가 아니라 배터리를 통해 지속적으로 흐르는 가스 (수소와 산소) 인 "무한"충전 배터리를 상상할 수 있습니다. 연료 전지 내부에서 산화 반응이 일어난다(2H2 + O2 → 2H2O), 전류 소스는 이온 매체에서 전자의 이동입니다. 여기서는 값비싼 백금이 촉매로 사용되지만 곧 과학자들은 나노기술을 기반으로 한 더 저렴한 재료로 대체할 계획입니다.
이것은 환상이 아닙니다. 몇 년 전, 수소로 구동되는 승용차의 최초 양산이 시작되었습니다. 차에는 하이브리드 전기 수소 "엔진"이 있습니다. 에너지는 전기화학 발전기에서 수소의 산화 반응에 의해 생성됩니다. 유해한 배기 가스 대신 물.
Toyota Mirai("미래"를 의미)를 만나보세요. 엔진 출력 154hp, 토크 335Nm. 0→100km/h 가속 시간은 단 9초. 수소 충전은 최대 5분이 소요됩니다. 이 기계에는 2리터 용량의 고압 실린더 60개와 수소 62,4리터가 있습니다. 그건 그렇고, 현재 거의 모든 주요 자동차 제조업체가 연료 전지를 개발하고 있습니다. 이 방향의 발전에 가장 큰 걸림돌은 충분한 수의 수소 충전소가 부족하다는 것인데 이는 시간이 지나면 해결될 것입니다.
이것이 전 세계의 현실에서 보이는 방식입니다.
독일인들은 어린 이용 키트도 출시했습니다. H2-스프린터, 세트입니다: 수소 연료 전지, 수소 충전(전해조) 및 전기 분해를 위해 전기를 생성하는 태양광 모듈이 장착된 경주용 자동차.
아이들은 수돗물에서 "주유소"로 물을 붓고 태양이 모든 작업을 수행하기를 기다렸다가 연료를 보급하고이 차를 수소 연료로 운전했습니다.
미국에서는 현대차가 투싼 수소전기차 고객에게 판촉 목적으로 수소연료를 무료로 제공하고 있다.
그리고 우리는 이 "인생의 축하"에 또 늦었습니까? 우리의 발전은 어디에 있습니까?
이것에 대해 더 읽을 수 있습니다 여기에.
자동차 "안텔"
일련의 실험용 자동차 "Antel": 국내 연구 기관 및 기업 (AvtoVAZ 문제, RSC Energia 등)이 참여하는 국내 프로젝트가있었습니다. VAZ-1을 기반으로 Antel-2131을 개발할 때 Buranov를 위해 개발된 모든 주요 구성 요소는 화물칸에 배치되었습니다. 수소 외에도 산소 실린더도 차량에 위치하여 작동이 안전하지 않았습니다. 더욱이 석유는 산소 옆에 위치하여 화재 및 폭발의 위험을 높였습니다.
다음 차는 VAZ-2111을 기반으로 개발되었지만 가장 중요한 것은 폭발성 산소 실린더를 제거하여 공기 압축기로 교체했다는 것입니다. 차가 훨씬 가벼워지고 성능이 향상되었습니다. 차량 주행거리는 최대 350km, 최대 속도는 최대 100km/h입니다. 수소 실린더의 총 부피는 90리터입니다. 전기 모터의 최대 출력은 90kW입니다.
대부분의 경우 가장 큰 석유 회사 또는 최악의 친구 인 "서양 파트너"가 프로젝트의 반대자 였지만 공식적으로 VAZ에서 이러한 개발 자금 조달은 "어려운 재정 상황"으로 인해 2004 년에 중단되었습니다. 그리고 2005년 자동차 공장의 리더십이 바뀌자 Antel 프로젝트는 그 활동을 완전히 축소했습니다.
한 번에 앞서갈 수 있었던 수소연료전지차가 장착된 외제차를 부러워하는 지금. 다른 나라에서는 전기 기차, 요트, 심지어 수소 연료 전지 항공기까지 이미 만들어졌습니다. 예, 그들은 다시 우리를 추월했습니다.
우리 대통령은 최근 국가 발전에 "기술적 돌파구"가 필요하다고 말했습니다. 그래서 여기에 이러한 기술이 있습니다! 이를 구현하지 않더라도 전 세계적으로 수소 기술의 진보적인 발전을 멈추지 못할 것입니다. 그래도 저는 우리가 탄화수소 자원이나 수소를 다른 나라에 판매할 뿐만 아니라 우리가 생산하는 "첨단 기술"을 충분히 사용할 수 있기를 바랍니다.
소매를 걷어붙인 러시아 핵 과학자들은 사업을 시작합니다. 그래서 2018년 말 국영 기업 Rosatom은 "산업 국가 프로젝트의 일환으로 기술 개발의 우선 순위 영역"에 수소 에너지를 포함하기로 결정했다고 발표했습니다. 그리고 JSC VNIIAES는 핵-수소 에너지 요구에 대한 기술 솔루션의 주요 고객 역할을 합니다.여기에서 원자력 과학자들에게 수소는 오일맨을 위한 관련 가스와 마찬가지로 기술 과정의 부산물에 가깝다는 점을 명확히 하는 것이 중요합니다. 쌓이면 위험해지고 어떤 실용성을 찾기보다 태우기가 더 쉽다. 아, 수소와 산소의 혼합물을 "폭발성 가스"라고 부르는 것은 괜한 일이 아닙니다. 수소에 소량의 산소 불순물이 있어도 폭발할 수 있습니다. VVER 유형의 NPP, 원자로 노심 및 격납 시스템에서 수소 방출과 함께 물의 방사성 분해가 발생합니다. 이러한 위험한 현상을 중화시키고 폭발 안전을 확보하기 위해 원자력 발전소는 다양한 제어 및 가스 정화 시스템을 사용합니다. 이러한 시스템의 개발은 VNIIAES JSC가 수행하며 수소 에너지 분야에 대한 풍부한 경험과 자체 개발이 많습니다. 수소는 다양한 방법으로 중화되지만 대부분 연소됩니다.
러시아 유럽 지역의 일부 원자력 발전소에는 수소 후연소 시스템이 장착되어 있습니다.
콜라 NPP - 4개의 동력 장치;
Rostov NPP - 2개의 동력 장치;
Balakovo NPP - 4개의 동력 장치;
Novovoronezh NPP - 2개의 동력 장치;
Kalinin NPP - 3개의 동력 장치.
분명히 핵 과학자들의 밝은 마음은 영화 "코카서스의 죄수"의 유명한 캐릭터 인 "우리를 방해하는 사람이 우리를 도울 것입니다! "와 같은 방식으로이 문제를 해결했습니다.
원자력 과학자들은 판매로 돈을 벌 수 있는데 수소를 헛되이 태우는 이유를 결정했습니다. 또한 현재 유럽에서는 이에 대한 수요가 해마다 증가하고 있습니다.
2019년에 JSC VNIIAES는 예비 프로젝트에 대한 신청서를 작성하고 수소 생성, 저장 및 운송 기술에 대한 기술 요구 사항을 개발할 계획입니다.
다음과 같은 혁신적인 개발이 계획되어 있습니다.
• 배출구의 수소 압력이 80MPa이고 용량이 시간당 108nm3H2인 금속 수소화물 열 흡착 압축기;
• 108 Nm3 H2/h 용량의 수소 발생기 전해조;
• 500kg/일 용량의 합금(흡착제) 생산 설비;
• 톨루엔 수소화에 의한 메틸사이클로헥산 생산 장치 및 HCEC 제품(수소/산소)을 소비자에게 운송 및 전달하기 위한 물류 센터 및 수소 허브.
또한 낮 동안 일정하지 않은 부하 일정이 있는 전력 시스템에 존재하는 문제에 주목해야 합니다. 낮 동안의 최대 부하는 밤에 소비 감소와 번갈아 나타납니다. 소비 감소 기간에 원전 전력의 일부를 수소 발전으로 전환함으로써 전력 소비 일정을 균등화할 수 있습니다. 부하가 균일하게 분산된 작동 모드는 모든 전기 장비를 생성하는 데 가장 선호됩니다.
프로젝트 중 하나에서 소비자의 요구에 맞는 상업용 수소 생산을 위해 러시아 유럽 지역에 있는 원자력 발전소 일부의 발전 용량에 대한 가능한 추가 부하가 해결되고 있습니다. 이를 위해 현재 시운전 준비 중인 콜라 원전과 FNPP(부유식 원자력 발전소) 아카데믹 로모노소프(Akademik Lomonosov)를 검토하고 있다. 2019년 여름, FNPP는 Chukotka Autonomous Region 연안의 Pevek 항구에 위치할 예정입니다. FNPP는 Bilibino NPP와 Chaunskaya CHPP라는 두 개의 대규모 전력 시설을 대체할 수 있을 것으로 계획되어 있습니다.
FNPP "Akademik Lomonosov" - 부유식 원자력 발전소
성명서는 다음과 같이 말합니다.
"수소는 오프 그리드 전력 및 외딴 지역의 열 생성 사이트에서 냉각수로서 수소 연료 전지 트럭에 연료를 공급하기 위한 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다."
수소와 산소의 연소 중에 방출되는 열에 관해서는 많은 양의 에너지(최대 3000J/G)의 방출과 함께 이 혼합물의 높은 연소 온도(섭씨 24도)에 주목할 가치가 있습니다. 이 속성은 합금 생성, 금속 절단 및 용접을 위해 내화성 금속, 석영 등을 녹일 때 사용됩니다. 수소가 연소될 때 유해 물질은 생성되지 않고 물만 생성됩니다.
독자가 위태로운 것을 이해할 수 있도록 수소 연료 전지에 대해 별도로 살펴 보겠습니다. 에너지 원이 배터리를 구성하는 구성 요소가 아니라 배터리를 통해 지속적으로 흐르는 가스 (수소와 산소) 인 "무한"충전 배터리를 상상할 수 있습니다. 연료 전지 내부에서 산화 반응이 일어난다(2H2 + O2 → 2H2O), 전류 소스는 이온 매체에서 전자의 이동입니다. 여기서는 값비싼 백금이 촉매로 사용되지만 곧 과학자들은 나노기술을 기반으로 한 더 저렴한 재료로 대체할 계획입니다.
연료 전지는 수소와 산소로 작동합니다.
수소연료전지의 주요 용도
이것은 환상이 아닙니다. 몇 년 전, 수소로 구동되는 승용차의 최초 양산이 시작되었습니다. 차에는 하이브리드 전기 수소 "엔진"이 있습니다. 에너지는 전기화학 발전기에서 수소의 산화 반응에 의해 생성됩니다. 유해한 배기 가스 대신 물.
Toyota Mirai는 수소로 구동되는 양산차입니다.
Toyota Mirai("미래"를 의미)를 만나보세요. 엔진 출력 154hp, 토크 335Nm. 0→100km/h 가속 시간은 단 9초. 수소 충전은 최대 5분이 소요됩니다. 이 기계에는 2리터 용량의 고압 실린더 60개와 수소 62,4리터가 있습니다. 그건 그렇고, 현재 거의 모든 주요 자동차 제조업체가 연료 전지를 개발하고 있습니다. 이 방향의 발전에 가장 큰 걸림돌은 충분한 수의 수소 충전소가 부족하다는 것인데 이는 시간이 지나면 해결될 것입니다.
이것이 전 세계의 현실에서 보이는 방식입니다.
이동형 수소충전소도 운영(호주)
독일인들은 어린 이용 키트도 출시했습니다. H2-스프린터, 세트입니다: 수소 연료 전지, 수소 충전(전해조) 및 전기 분해를 위해 전기를 생성하는 태양광 모듈이 장착된 경주용 자동차.
아이들은 수돗물에서 "주유소"로 물을 붓고 태양이 모든 작업을 수행하기를 기다렸다가 연료를 보급하고이 차를 수소 연료로 운전했습니다.
어린이 놀이 세트 H2-Sprinter
미국에서는 현대차가 투싼 수소전기차 고객에게 판촉 목적으로 수소연료를 무료로 제공하고 있다.
현대 투싼 FCEV on 수소
그리고 우리는 이 "인생의 축하"에 또 늦었습니까? 우리의 발전은 어디에 있습니까?
이것에 대해 더 읽을 수 있습니다 여기에.
자동차 "안텔"
일련의 실험용 자동차 "Antel": 국내 연구 기관 및 기업 (AvtoVAZ 문제, RSC Energia 등)이 참여하는 국내 프로젝트가있었습니다. VAZ-1을 기반으로 Antel-2131을 개발할 때 Buranov를 위해 개발된 모든 주요 구성 요소는 화물칸에 배치되었습니다. 수소 외에도 산소 실린더도 차량에 위치하여 작동이 안전하지 않았습니다. 더욱이 석유는 산소 옆에 위치하여 화재 및 폭발의 위험을 높였습니다.
연료 전지의 자동차 2131TE Antel-1(모스크바 모터쇼 2001)
다음 차는 VAZ-2111을 기반으로 개발되었지만 가장 중요한 것은 폭발성 산소 실린더를 제거하여 공기 압축기로 교체했다는 것입니다. 차가 훨씬 가벼워지고 성능이 향상되었습니다. 차량 주행거리는 최대 350km, 최대 속도는 최대 100km/h입니다. 수소 실린더의 총 부피는 90리터입니다. 전기 모터의 최대 출력은 90kW입니다.
자동 2111TE "Antel-2"(모스크바 모터쇼, 2003)
대부분의 경우 가장 큰 석유 회사 또는 최악의 친구 인 "서양 파트너"가 프로젝트의 반대자 였지만 공식적으로 VAZ에서 이러한 개발 자금 조달은 "어려운 재정 상황"으로 인해 2004 년에 중단되었습니다. 그리고 2005년 자동차 공장의 리더십이 바뀌자 Antel 프로젝트는 그 활동을 완전히 축소했습니다.
한 번에 앞서갈 수 있었던 수소연료전지차가 장착된 외제차를 부러워하는 지금. 다른 나라에서는 전기 기차, 요트, 심지어 수소 연료 전지 항공기까지 이미 만들어졌습니다. 예, 그들은 다시 우리를 추월했습니다.
우리 대통령은 최근 국가 발전에 "기술적 돌파구"가 필요하다고 말했습니다. 그래서 여기에 이러한 기술이 있습니다! 이를 구현하지 않더라도 전 세계적으로 수소 기술의 진보적인 발전을 멈추지 못할 것입니다. 그래도 저는 우리가 탄화수소 자원이나 수소를 다른 나라에 판매할 뿐만 아니라 우리가 생산하는 "첨단 기술"을 충분히 사용할 수 있기를 바랍니다.
정보