WVU 연구자들은 낮은 수준을 찾고 있습니다.

WVU Benjamin M. Statler 공학 및 광물 자원 대학의 연구원들은 미국 에너지부의 자금 지원을 받아 바이오매스 공급원료로부터 수소 에너지를 생성하는 방법을 연구하고 있습니다. (WVU 사진)

웨스트버지니아대학교 벤저민 M. 스테이틀러 공과광물자원대학의 엔지니어 그룹은 탄소 중립 전력, 즉 수소와 바이오매스라는 두 가지 경로를 결합할 것이라는 약속에 베팅하고 있습니다.

GE 플라스틱 재료 공학 교수 Debangsu Bhattacharyya는 미국 에너지부로부터 약 150만 달러의 지원을 받아 바이오매스 공급원료로부터 수소 에너지를 생성하는 연구를 주도하고 있습니다.

연구자들과 업계 리더들이 청정 에너지 미래를 위한 연료원에 대해 이야기할 때, 자동차와 비행기부터 가정과 기업에서 사용하는 전기에 이르기까지 모든 것의 동력원으로서 화석 연료를 대체할 수 있는 액체 및 기체 수소의 능력을 중심으로 많은 대화가 이루어집니다. 다른 대화에서는 "바이오매스"에 초점을 맞춥니다. 즉, 이산화탄소를 격리하여 에너지를 생성하는 연료로 사용할 수 있는 목재, 지푸라기풀, 거름 및 기타 유기 물질입니다.

Bhattacharyya는 천연가스 활용 엔지니어링 분야의 의장인 John Hu와 조교수인 Oishi Sanyal과 함께 이 두 가지 경로를 활용하여 녹색 전력을 생산하고 있습니다. 그들은 가스화라는 과정을 통해 그러한 변화가 효율적이고 경제적으로 일어나도록 하는 방법을 연구하고 있습니다.

Bhattacharyya는 바이오매스와 같은 탄소질 물질이 증기나 이산화탄소와 같은 가스화 물질이 있는 상태에서 고온에 노출될 때 가스화가 발생한다고 설명했습니다. 이 공정에서는 분리 및 포집이 가능한 수소 및 이산화탄소와 같은 가스가 생성됩니다.

그는 바이오매스에서 수소로의 경로가 깨끗한 수소 생성을 위한 미래의 선도적인 기술 중 하나라고 믿습니다. 하지만 먼저 그의 팀은 현재의 바이오매스 가스화 기술보다 훨씬 더 작고 저렴한 가스화 시스템을 개발해야 합니다.

Bhattacharyya는 온실가스인 이산화탄소를 격리하면서 연료전지에 사용하기 위한 등급의 초순수 수소를 생성할 수 있는 가스화기를 구상하고 있습니다.

"가스화는 새로운 것은 아니지만 현재 상업용 가스화 시스템은 일반적으로 규모가 크고 자본 집약적이어서 상업적으로 덜 매력적입니다.

Bhattacharyya는 "바이오매스가 수소 연료 생산을 위한 공급원료로 떠오르려면 가스화 장치는 더 저렴해지고 모듈화되어야 하므로 중앙 위치의 대규모 시설이 아닌 분산된 위치에 설치할 수 있어야 합니다."라고 말했습니다. 수소의 분산 생산은 또한 수소 운송 및 저장 문제를 크게 완화할 수 있습니다."

규모의 경제는 대규모 화학 공장이 소규모 화학 공장에 비해 재정적 이점을 누리는 것을 의미하지만 Bhattacharyya는 자신의 설계가 비용 효율적인지 확인하기 위해 몇 가지 혁신적인 접근 방식을 취하고 있습니다.

그의 팀은 현재의 상업용 가스화 시스템보다 낮은 온도에서 작동하면서 생산량을 극대화할 수 있는 "새로운 다기능 촉매"라는 기술을 사용할 예정입니다.

그들은 또한 단일 장치에서 여러 장치 작업을 수행하고 "가스화기 자체에서 바로 초순수 수소"를 생산하는 고도로 "강화된" 가스화기를 살펴볼 것이라고 그는 말했습니다.

"우리가 제안한 기술은 매우 컴팩트하고 많은 설치 공간 없이 배치가 가능할 것으로 예상되므로, 예를 들어 도시 시설 규모의 수소 생산을 위한 실현 가능한 접근 방식이 될 것입니다."

Bhattacharyya는 연구원들이 "수백 가지의 설계 및 운영 변수를 이해하기 위해 실험을 실행하고 수학적 모델을 개발할 것"이라고 설명했습니다. 이 정보를 통해 우리는 수소 생산을 위한 녹색 기술의 공정 경제성을 향상시킬 수 있습니다.

"지구 온난화를 해결하는 것이 최우선 과제입니다"라고 Bhattacharyya는 말했습니다. "우리는 이 프로젝트가 친환경적이고 저렴하며 안전하고 신뢰할 수 있으며 회복력이 있는 에너지 자원을 생성하는 데 중요한 역할을 할 것이라고 믿습니다."