바닷물 - 에너지 생산을 위한 새로운 자원

일본의 유수 대학 중 하나가 연료 전지에 적합한 과산화수소를 얻을 수 있는 새롭고 효율적인 기술을 개발했습니다.

일본 연구진이 개발한 이 새로운 기술은 촉매를 햇빛에 노출시켜 화학 반응을 가속화하는 최초의 방법으로, 최대 효율을 달성했으며 생성된 과산화수소를 연료 전지에 사용할 가능성이 있습니다.

이 연구 프로젝트는 슈니치 후쿠즈미가 이끌었고, 과학자들은 유명 과학 저널에 연구 결과를 발표했습니다.

현재 연료 전지는 주로 수소 가스로 작동하지만, 후쿠즈미 연구팀이 제안한 방식은 여러 장점을 가지고 있는데, 특히 과산화수소는 고밀도로 저장하기가 더 쉽다는 점이 두드러진다. 오늘날의 기술은 기체 수소를 고압 또는 저온으로 저장할 수 있게 해 주며, 이 경우 과산화수소는 저장 및 운송 모두에서 더 안전하다. 유일한 문제는 과학자들이 액체 과산화수소를 생산하는 효과적인 광촉매 방법을 찾지 못했다는 것이다. 태양 복사를 사용하지 않는 기술도 있었지만, 에너지 비용 때문에 실현 불가능했다.

하지만 후쿠즈미 연구팀은 촉매를 이용한 또 다른 전지, 즉 과산화수소를 생성하는 일종의 태양 전지를 개발했습니다. 햇빛이 광촉매에 집중되면 가속 화학 반응이 시작됩니다. 바닷물이 산화되고 산소 농도가 감소하면서 과산화수소가 생성됩니다.

후쿠즈미 연구팀은 광촉매를 24시간 동안 햇빛에 노출시킨 후 해수에 함유된 과산화수소 농도가 약 48밀리몰로, 이전에 보고된 것보다 훨씬 높다고 설명했습니다(순수한 물에서 과산화수소 농도는 약 2밀리몰이었습니다).

과학자들은 숫자의 상당한 차이에 흥미를 느꼈고, 그 문제가 해수에 존재하는 음전하를 띤 염소에 있다는 것을 발견했습니다. 이 염소는 반응 속도를 증가시키고 물 속의 과산화수소 수치를 증가시키는 원인이 됩니다.

연구자들에 따르면, 태양에너지를 전기로 변환하는 새로운 기술의 효율은 약 0.3%이고, 과산화수소를 생산하는 광촉매 방식(화학 반응 가속 활용)의 효율은 0.55%, 연료 전지의 효율은 50%입니다.

물론 새로운 에너지 생산 기술의 전반적인 효율은 상당히 높지만, 기존 태양광 패널이 오늘날 더 효율적인 것으로 입증되었습니다. 후쿠즈미 슌이치 교수와 그의 동료들은 광전기화학 전지에 개선된 소재를 사용함으로써 새로운 방식의 효율을 향상시킬 수 있다고 확신하며, 전문가들은 에너지 생산 비용을 절감하는 방법도 모색할 계획입니다.

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