해수 전기분해를 통한 수소생산 

- 연구에 따르면 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 촉매를 사용하여 천연 해수를 거의 100% 효율로 산소와 수소로 분리하여 상용 전해조에서 전기분해를 통해 녹색 수소를 생산하였고, 이러한 기술을 해안 지역에 더 저렴한 녹색에너지 생산을 가능하게 할 것으로 전망됨

- 연구팀은 촉매로 표면에 산화크롬이 있는 코발트 산화물을 사용한 결과가 백금 및 이리듐 촉매를 고순도 및 탈이온수에 적용하는 표준 공정과 유사한 성능을 보였다고 밝혔음

- 해수는 일반적으로 전기분해로 수소와 산소로 분리되기 전에 정화되어야 하며, 담수에 비해 해수는 풍부한 자원이며 전처리 없이 해수에서 수소 연료를 추출할 수 있어 비용을 절감할 수 있음

수소충전소 배치현황 

- 2022년 말 전세계적으로 배치된 수소충전소의 수가 1,000개를 넘어섰음

- 중국은 전 세계 배치의 약 1/3을 차지하지만, 미국은 100개 미만의 수소충전소로 훨씬 뒤처진 상황임

- 미국은 미래의 연료를 채택하는 데 아직 고려 중이지만 나머지 세계는 향후 에너지 수요를 위해 수소를 빠르게 수용하고 있음

- 중국 다음으로 수소충전소를 가장 많이 배치한 국가는 일본과 한국임

- 수소 스테이션 배치에 대한 공격적인 계획을 가진 다른 아시아 태평양 국가에는 호주, 뉴질랜드 및 인도가 포함되며, 또 다른 아시아 태평양 국가 4개국도 수소충전소를 배치했음

- 지금까지 독일은 100개 이상의 수소충전소를 배치한 유일한 유럽 국가임

- 수소충전소를 적극적으로 배치하는 다른 유럽 국가로는 프랑스, 영국, 슬로베니아, 네덜란드, 스위스, 스페인이 있음

- 지금까지 배치된 대부분의 수소충전소는 수소 연료전지 승용차용으로 설계되었지만, 상업용 차량, 기관차 및 선박용 수소충전소 배치가 가속화되고 있는 상황임

- 대부분의 리튬 배터리 공급망을 통제하는 국가는 조용히 수소에 대해 가장 빠르게 움직이고있는 추세임

수소차

- 현재 토요타, 현대, 혼다, BMW 같은 대형 자동차 회사들은 수소 동력 자동차 기술에 막대한 투자를 하고 있음

- 전기 자동차와 수소 자동차를 비교한다면, 에너지원은 태양광 및 풍력과 같은 재생가능 에너지로 둘 다 동일하다고 볼 수 있음

- 그러나, 수소차는 전기자동차와 마찬가지로 전기 모터와 배터리가 필요할 뿐만 아니라 수소를 저장하기 위한 수소 탱크와 수소를 전기로 변환하기 위한 연료전지가 필요함

- 두 자동차 디자인을 비교하면 수소 자동차가 훨씬 더 복잡할 뿐만 아니라 에너지 손실 측면에서 비효율적이라고 볼 수 있음

- 열역학 측면에서 보면 수소 동력 자동차를 움직이기 위해 동일한 사용 가능한 에너지 출력을 얻으려면 배터리 전기 자동차에 비해 3~5배 더 많은 재생가능 에너지 입력이 필요하고, 이는 수소 자동차의 연료 비용이 EV보다 최소 3~5배 높다는 것을 의미함

- 전기차의 경우 분산형 에너지 시스템인 반면, 수소차는 중앙 집중식 에너지 시스템으로 볼 수 있음

- 수소는 중대형 트럭과 관련된 배출량을 줄이는 데 도움이 될 수 있으며, 이러한 차량의 경우 정차와 재충전 없이는 장거리를 보장할 수 없는 전기 배터리에 비해 연료전지가 더 매력적인 것으로 간주됨

수소비행기

- 현재의 자동차 배터리 기술은 아직 장거리 상업 노선이나 더 큰 비행기를 비행하는 데 필요한 만큼 에너지 밀도가 높지 않음

- 수소 저장 또한 항공기에 필요한 에너지 밀도를 활용하기 위해서는 새로운 종류의 솔루션이 필요함

- 현재로서는 전기 및 순수 H2 항공기는 특히 단거리 노선에서 하늘 탈탄소화의 중요한 견인차가 될 수 있음

- 수소 연료 사용에는 세 가지 옵션이 있는데, 첫 번째는 수정된 가스 터빈 엔진에서 수소를 사용하거나, 두 번째, 수소 연료전지를 사용하여 전력을 생성할 수 있고, 세 번째로는 이 두 가지를 조합하여 사용할 수 있음

- 700bar와 같은 높은 압력에서 수소를 저장하는 것은 쉽지는 않지만, 극저온 (영하 253도미만)으로 수소를 저장하게 되면 에너지 밀도가 높은 액체가 될 수 있음

- 다만 현재 기술로서는 4리터의 액체 수소는 표준 제트 연료 1리터밖에 되지 않으므로 아직 표준 제트 연료와 동일하게 사용하기에는 제약이 있음

- 또한, 상업용 항공기는 20,000번의 이착륙을 견뎌야 할 뿐만 아니라 액체 수소를 더 오래 유지해야 하기 때문에 안전 및 내구성 요구 사항은 우주 발사기보다 더 엄격할 수 있음

- 그 해결책으로서는 복합재료 개발 및 적용에 있음

수소생산에 사용되는 재료 

- 수소생산에 필요한 부품 재료 수요에 있어 가장 큰 분야는 재생 가능한 수소 배치에 필요한 재생 가능한 전기 생성 분야임

- 대부분 알루미늄, 구리, 니켈 및 아연이 포함되지만, 실제 규모와 구성은 전해조에 전력을 공급하는 데 사용되는 재생 전기의 유형에 따라 크게 달라짐

- 태양광 발전(PV)을 더 많이 사용하면 알루미늄 수요가 증가할 수 있고, 풍력을 더 많이 사용하면 아연 수요가 증가할 수 있으며, 영구 자석이 있는 풍력터빈을 사용하는 경우 디스프로슘과 네오디뮴까지도 필요함

- 이러한 물질 외에도 백금과 이리듐에서 세륨과 코발트에 이르기까지 다양한 유형의 수소 관련 기술에 걸쳐 더 작은 절대 부피가 필요하지만 광범위한 다른 물질 그룹이 있음

- 저탄소 수소생산에 사용되는 알카라인 전해조 및 코발트에 필요한 흑연과 같이 다양한 수소생산 경로에 필요한 광물은 전체적으로 저탄소 전환으로 인해 수요가 크게 증가할 가능성이 높음