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  [GT] 바닷물에서 연료를 추출해 운항하는 선박
2014년, 미 해군연구소(Naval Research Laboratory...


  • 어떤 신기술이 세상을 극적으로 변화시킬까? 세계 최고의 연구소에서 나오는 놀라운 혁신을 독점 소개합니다.

     

     

    해군 함선이 이동하는 바닷물에서 자체 연료를 생성할 수 있다면 연료 보급없이 계속 운항할 수 있을 것이다. 오늘날 원자력 항공모함과 잠수함을 제외하고 해군의 모든 함선은 주기적으로 유조선과 나란히 정렬하여 연료를 보충해야하는데, 이는 대양의 거친 날씨에는 쉬운 일이 아니다.

     

    2014년, 미 해군연구소(Naval Research Laboratory) 팀은 촉매 변환기를 사용하여 해수에서 이산화탄소와 수소를 추출한 후 92% 효율로 가스를 액체 탄화수소로 전환했다고 발표했다. 그 이후 공정의 효율성을 높이고 충분한 양의 연료를 생산할 수 있도록 확장하는 데 중점을 두었다. 그러나 해수에서 추출한 이산화탄소는 기존 방법으로는 직접 액체 탄화수소로 전환하기가 매우 까다롭다. 먼저 역수성 가스 전환(RWGS, reverse water-gas shift) 반응으로 알려진 과정을 통해 이산화탄소를 일산화탄소로 전환해야한다. 그래야만 피셔-트로프슈(Fischer-Tropsch) 합성 - 또는 FTS - 이라는 또 다른 공정을 통해 일산화탄소를 액체 탄화수소로 전환할 수 있다.

     

     

    일반적으로 역수성 가스 전환(RWGS)용 촉매는 값 비싼 귀금속을 포함하고 있으며 반응 조건에서 빠르게 비활성화된다. 그러나 칼륨 개질 몰리브덴 카바이드라고 하는 새로운 촉매는 저비용 성분으로 합성할 수 있으며 연속 작동 중에 비활성화 징후가 나타나지 않는다.

     

    새로운 촉매 설계에서 칼륨은 역수성 가스 전환 반응과 관련된 에너지 장벽을 낮추는 반면, 감마-알루미나라고 하는 스펀지 같은 물질은 몰리브덴 카바이드 촉매 입자가 분산된 상태를 유지하여 반응에 사용할 수 있는 표면적을 최대화하는 데 도움이 된다.

     

    References
    Energy & Environmental Science
    , July 7, 2020, “Assessing the Viability of K-Mo2C for Reverse Water–Gas shift Scale-Up: Molecular to Laboratory to Pilot Scale,” by Mitchell Juneau, et al.  © 2020 Royal Society of Chemistry.  All rights reserved.

     

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