바이오매스(Biomass)와 수소(Hydrogen)생산

1980년대와 1990년대에는 화석 에너지가 비교적 안정적으로 공급되며

 

전 세계적으로 각종 산업들이 크게 발달했습니다.

 

수소(Hydrogen)역시 각종 산업 분야에서 폭넓게 사용되었지만

 

에너지로서의 가치는 크게 조명받지 못했습니다.

 

하지만 과도한 화석 연료 사용으로 인한 환경 문제로 인해 신 재생 에너지가

 

초유의 관심사로 떠오르게 되었으며 그에 따라 신 재생 에너지인 수소도 많은 관심을 받고 있습니다.

 

이번 시간에는 바이오매스(Biomass)와 수소 생산에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

바이오매스(Biomass)

 

 

국제 순수 및 응용화학 연맹(IUPAC - International Union of Pure and Applied Chemistry)에 따르면

 

바이오매스는 식물 및 동물, 또는 미생물의 성장에 의해 생성되는 물질이라고 정의되어 있습니다.

 

최근에는 이에 더해 모든 산업 활동에서 발생하는 유기성 폐자원, 예를 들어 톱밥이나 볏짚과 같은

 

농업, 임업의 부산물, 각종 유기성 산업 쓰레기, 음식 쓰레기와 농수산물 쓰레기, 축산 분뇨 등을

 

모두 바이오매스라고 부르고 있습니다.

 

 

이 바이오매스를 열분해나 발효 등의 과정을 거쳐 얻어지는 에너지를

 

바이오 에너지(Bio Energy)라고 부르며, 그 용도나 형태에 따라

 

바이오 에탄올, 바이오 디젤, 메탄올, 수소 등의 이름으로 불립니다.

 

이들은 난방의 원료나 자동차의 연료 등으로 이용 가능하기 때문에 대체 에너지로 분류할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

하지만 바이오매스를 연료로 사용해 열분해 시키는 경우, 일산화탄소(Carbon Monoxide - CO)나

 

이산화탄소(Carbon Dioxide - CO2), 질소 산화물, 휘발성 유기 화합물, 기타 오염 물질 등이

 

석탄 또는 천연 가스와 같은 기존의 화석 연료보다 많이 생성될 수 있기 때문에

 

진정한 의미의 신 재생 에너지가 될 수 없다는 의견도 존재합니다.

 

 

 

바이오매스를 이용한 수소 생산

 

 

수소는 연소 후 이산화탄소와 같은 온실가스 대신 물만 남기기 때문에

 

신 재생 에너지로 주목받고 있습니다.

 

하지만 현재 연료로 사용 가능한 수소는 대부분 천연 가스에서 분리하는 방식을 사용해

 

궁극적인 녹색 에너지라고 볼 수 없으며,

 

전기 분해 방식으로 만드는 수소는 전기를 생산하기 위한 비용이 높아 효율성이 낮다는 단점이 있습니다.

 

 

외부에서의 에너지 공급이 필요없는 수소 생산 방법 중 하나는 바로 바이오매스를 이용한 방법입니다.

 

산소가 부족한 혐기성(Anaerobic) 상태에서 자라는 미생물을 이용해 수소를 생산하는 방법으로,

 

자연계에 존재하는 혐기성 수소 생산 미생물을 채집해

 

자연계와 비슷하거나 수소를 만들기 쉬운 환경을 인위적으로 조성한 후 수소를 생성하게 하는 방식입니다.

 

미생물이 자랄 수 있는 조건을 확보해 키우면서 수소를 얻는 방법을 배양이라고 하며

 

특히 혐기성으로 배양하는 것을 발효라고 부릅니다.

 

 

최근에는 산소가 부족한 혐기성이 아닌 일반적인 산소 농도에서도

 

수소를 생성할 수 있는 미생물을 발견하는 등 지속적인 연구와 기술 개발이 이뤄지고 있습니다.

 

 

 

 

 

수소 연료 전지 개발과 Mass Flow Meter / Controller

 

 

인포라드(주)는 수소 연구 및 수소 연료 전지 분야에서 많이 사용 되고 있는

 

Teledyne Hastings 사의 Mass Flow Meter / Controller 를 제공하고 있습니다.

 

전원 연결만으로 여러 종료의 가스를 온압 보상 없이 편리하게 유량 측정할 수 있는

 

Full Touch Screen 방식의 MFC 인 Digital 300B Series 를 포함해,

 

Digital 제품은 0 ~ 10,000 Slm, 0 ~ 750 kg/hr 의 영역의 대용량을,

 

Analog 제품은 최대 15,000 Slm, 1,125 kg/hr 의 영역의 초대용량까지 측정할 수 있는

 

Mass Flow Meter / Controller 까지 제공하고 있습니다.

 

수소 연료 전지 및 자동차 분야에서는 대용량의 수소를 취급하기 때문에

 

큰 용량을 안정적으로 측정 및 제어 할 수 있는 MFC가 필요합니다.

 

대용량 Mass Flow Meter / Controller 에 대해 더 자세히 알고 싶으시면

 

아래의 링크 버튼을 클릭하시기 바랍니다.

 

 

 

 

 

 

 


참고 : https://en.wikipedia.org/wiki/Biomass

          https://en.wikipedia.org/wiki/International_Union_of_Pure_and_Applied_Chemistry

          https://en.wikipedia.org/wiki/Fermentative_hydrogen_production

          https://en.wikipedia.org/wiki/Fermentation

          https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1097792&cid=40942&categoryId=32310

          https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1167817&cid=40942&categoryId=32310

         

 

 

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