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수소 연료는 금속이 없는 촉매 유형이 비용 효율적이고 지속 가능한 수소 생산 기술의 개발에 기여할 수 있다는 것을 발견한 서리 대학(College of Surrey) 연구원에 따르면 전통적인 화석 연료에 대한 보다 실행 가능한 대안이 될 수 있습니다.
이 연구는 강력한 온실 가스인 메탄을 수소로 직접 전환하기 위한 금속이 없는 촉매로 가장자리 장식 나노 탄소를 사용하는 유망한 결과를 보여주었습니다. 조사된 나노카본 중 질소 도핑된 나노카본이 고온에서 가장 높은 수준의 수소생산 성능을 보였다.
결정적으로 연구원들은 또한 질소 도핑 및 인 도핑 나노 탄소가 이 공정에서 촉매의 일반적인 문제인 탄소 중독에 대한 강한 저항성을 가지고 있음을 발견했습니다.
재료 과학 시뮬레이션을 수행한 연구원인 Neubi Xavier Jr 박사는 다음과 같이 말했습니다.
“우리의 결과는 가장자리로 장식된 나노 탄소를 촉매로 사용하는 것이 수소 산업의 게임 체인저가 될 수 있으며 기존 금속 촉매에 대한 비용 효율적이고 지속 가능한 대안을 제공할 수 있음을 시사합니다. 동시에 이 프로세스는 메탄을 제거합니다. 지구 온난화와 관련된 화석 연료입니다.”
수소 연료는 탄소 배출량을 줄이고 화석 연료에 대한 의존도를 줄일 수 있는 청정 재생 에너지원입니다. 수소를 연료로 사용하면 차량에 동력을 공급하고 전기를 생성하며 건물을 가열할 수 있습니다. 수소 연료의 유일한 부산물은 수증기이므로 전통적인 화석 연료에 대한 환경 친화적인 대안이 됩니다.
그러나 현재 수소 연료 생산은 공정에서 탄소 배출을 발생시키는 화석 연료와 채굴 및 제조에 에너지 집약적이며 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 금속 촉매에 의존하고 있습니다. 따라서 지속 가능한 수소 생산 방법 및 촉매 물질의 개발은 청정 에너지원으로서 수소 연료의 잠재력을 최대한 실현하는 데 중요합니다.
이 연구는 수소 생산을 위한 가장 효율적인 가장자리 장식을 결정하기 위해 양자 화학, 열역학 및 화학 역학을 결합한 지속 가능한 에너지 및 전산 화학 분야의 전문가인 Surrey 대학의 Marco Sacchi 박사가 이끄는 팀이 수행했습니다.
Sacchi 박사는 다음과 같이 말했습니다.
“수소 생산을 위한 촉매의 가장 큰 문제 중 하나는 탄소에 의해 중독될 수 있다는 것입니다. 그러나 우리 연구는 질소와 인이 도핑된 나노 탄소가 이 문제에 상당히 저항력이 있다는 것을 발견했습니다. 이것은 지속 가능한 수소 생산을 위한 큰 진전입니다. “
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