[화학] 물의 분해와 수소 생산

물은 수소와 산소가 2:1의 비율로 결합한 원소로 구성되어 있다. 물은 에너지를 추가하여 수소와 산소 가스로 분해할 수 있다. 이를 수행하는 한 가지 방법은 다음 그림과 같이 배터리 또는 전원 공급 장치를 사용하는 것이다.

 

 

물의 분해는 물 분자의 원자를 각각 두 개의 수소 원자와 두 개의 산소 원자로 구성된 다른 분자로 재배열하는 것을 포함한다. 두 개의 물 분자는 하나의 산소 분자와 두 개의 수소 분자를 형성한다.

 

2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)

 

생성된 두 가스는 뚜렷하게 다른 특성이 있다. 산소는 가연성이 아니지만 연료 연소에 필요하며, 수소는 가연성이 높고 강력한 에너지원이다.

 

이 지식은 우리가 사는 세상에 어떻게 적용될 수 있는가? 한 가지 응용 분야는 더 연료 효율적인 운송에 관한 연구가 포함된다.

 

연료 전지 자동차(FCV)는 아래 그림과 같이 휘발유 대신 수소로 운행한다. 내연 기관 차량보다 더 효율적이고 무공해이며, 온실가스 배출을 줄여 화석 연료에 대한 의존도를 낮춘다. 그러나 수소전기차는 아직 경제적이지 않으며, 현재 수소 생산은 천연가스에 의존하고 있다. 물을 경제적으로 분해하는 공정을 개발하거나 환경 면으로 건전한 다른 방식으로 수소를 생산할 수 있다면 FCV가 미래 방식이 될 수 있다.

 

Access for free at openstax.org

OpenStax | Free Textbooks Online with No Catch