• Korean Chemical Engineering Research
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• v.49 no.6
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• pp.688-696
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• 2011

Hydrogen is one of the few long-term sustainable clean energy carriers, emitting only water as by-products during its combustion or oxidation. The use of fossil fuels to produce hydrogen makes large amount of carbon dioxide (>7 kg $CO_{2}$/kg $H_{2}$) during the reforming processes. Hydrogen production can be environmentally benign only if the energy and the resource to make hydrogen is sustainable and renewable. Biomass is an attractive alternative to fossil fuels for carbon dioxide because of the hydrogen can be produced by conversion of the biomass and the carbon dioxide formed during hydrogen production is consumed by biomass generation process. Hydrogen production using solar energy also attracts great attention because of the potential to use abundance natural energy and water.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.1
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• pp.14-24
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• 2021

최근 전 세계적으로 이산화탄소를 포함한 대기 오염원의 배출을 줄이고 화석연료를 대체할 수 있는 차세대 청정에너지원으로 '수소'를 주목하고 있다. 하지만 현재까지 사회에 유통되는 대부분의 수소는 화석연료 개질을 기반으로 생산되기 때문에 2차 환경오염의 위험을 가지고 있다. 이에 이산화탄소 배출이 없이 태양에너지로부터 물을 분해해 수소를 생산하는 광전기화학 수소 생산 기술이 주목받고 있다. 단 광전기화학 물분해 수소생산을 실현하기 위해서는 수소를 충분히 생산시킬 수 있는 충분한 전류밀도, 과전압을 최소화하는 높은 개시전위, 및 그 생산비용을 최소화 할 수 있는 저렴한 공정 등을 동시에 만족시킬 수 있는 광전극 소재 개발이 필요하다. 최근 광소자용 소재로 각광을 받는 유기금속 할라이드 페로브스카이트 소재가 상기의 조건들을 상당히 만족할 것으로 기대되고 있어 광전기화학 물분해 셀로 적용되는 연구들이 수행되고 있다. 본 기고문에서는 유기금속 할라이드 페로브스카이트 소재기반 광전기화학 물분해 관련 최신 연구동향과 전망을 다루고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.47-50
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• 2006

현재의 화석연료-기반 사회에서는 지구 온난화와 고유가 추세가 야기하는 경제적 피해, 에너지 안보우려, 세계 평화 위협 등에 자주 노출되고 있는 실정이다. 세계 각국은 이러한 화석연료 에너지원을 대체하는 환경-청정하고 기술-신뢰할 수 있으며 경제-감당할 수 있는 에너지 공급원인 수소를 기반으로 하는 미래의 수소-기반 사회로의 진입에 노력하고 있다. 특히, 청정한 에너지 운반체인 수소의 생산 기술 상업화가 더욱 더 절실히 요구되고 있다. 이 예비 연구에서는 이산화탄소 포획/저장 기술과 결합된 다양한 수소 생산 기술의 정량적인 예비 비교 평가가 수행되었다. 예비적인 비교 평가 기준으로 1) 이산화탄소 배출량: 2) 에너지 이용률; 3) 토지 점유율: 4) 수소 생산비용 등이 고려되었다. 이러한 기준에 따라 수소 생산 기술 가운데 네 가지 예비 기술 대안인 1) 원자력: 2) LNG; 3) 석탄: 4) 태양광 등이 비교되었다. 대안 기술의 비교 평가 체제로 계층 망형 구조-기반 되먹임 모델이 개발되었다. 이러한 수소생산 기술의 우선순위 선정 결과는 개별 대안 기술의 상대적인 장단점 및 기술적인 갭을 정량적으로 인식하는 데에 활용될 수 있다. 그러므로 이 예비 연구는 수소 생산 기술 연구자나 수소 경제 기획자한테 뿐만 아니라 이산화탄소 포획/저장 기술 개발자한테 도움이 되리라 본다.

• KSBB Journal
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• v.20 no.5 s.94
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• pp.350-354
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• 2005

In order to maximize hydrogen production by Enterobacter cloacae YJ-1, anaerobic hydrogen producing bacteria, the medium composition was optimized. Glucose was better than other carbon sources in hydrogen production and its production was 975.4 mL/L at $2\%$ (w/v) for 48 h. Organic nitrogen sources were more effective than inorganic nitrogen sources and also yeast extract among organic nitrogens was the most effective in hydrogen production. Among metal ions, $Na_2MoO_4$ was most effective, and its production was 1753.3mL/L at $0.04\%$ (w/v). Addition of amino acid was very effective with compare to another components of medium, and cystein was most effective among them. Under the optimum medium obtained in batch culture, semi-batch culture in order to produce continuous hydrogen was run. The highest hydrogen production was earned at $3\%$(w/v) of glucose and the amount was 2215.4 mL/L.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.44 no.1
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• pp.16-22
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• 2006

Biological hydrogen production processes are more environment-friendly and less energy intensive than thermochemical and electrochemical processes. The biological process can be divided into two categories: photosynthetic hydrogen production and hydrogen production by dark fermentation. Photosynthetic process produces hydrogen mainly from water and reduces $CO_2$ simultaneously. Dark fermentation is a dark and anaerobic process that produces hydrogen by fermentative bacteria from organic carbon. The article presents a survey of biological hydrogen production processes.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• s.356
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• pp.41-47
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• 2006

역자 주: 요즈음 우리는 수소경제라는 단어를 자주 듣는다. 수소경제란 수소가 석탄이나 석유와 같은 화석연료를 대체하여 우리생활의 주 에너지원 역할을 하는 시대를 말한다. 이러한 수소경제를 구현하기 위하여는 경제성 있는 수소생산이 뒷받침 되어야 한다. 지금은 물 전기분해나 천연가스로부터 수소를 얻고 있으나 낮은 효율 때문에 경제성이 없다. 한국을 비롯하여 세계 여러나라기 원자로에서 나오는 고열을 이용하여 수소를 생산하는 기술개발에 박차를 가하고 있다. 이와 관련해서 Nuclear Engineering(2005년 7월)에 게재 되었던 내용을 번역하여 소개한다

• Nuclear industry
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• v.25 no.8 s.270
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• pp.21-26
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• 2005

최근에 발효된 기후 변화 협약에 대처할 수 있는 청정 에너지원으로서 수소가 큰 기대를 받고 있다. 이에 따라 미국을 비롯한 선진국들은 수소 생산과 수소 활용을 위한 기술 개발을 적극적으로 추진하고 있다. 수소 생산 방법으로서는 탄화수소에 고온의 수증기를 불어넣어 수소를 분리해 내는 증기개질법이 현재로서는 가장 효율적인 방법으로 알려져 있으며, 고온가스로(HTGR)가 가장 경제적인 열원으로 대두되고 있다. 중국은 2020년까지 3000만kW의 신규 원자력발전소(주로 PWR) 건설을 계획하고 있으며, 발전과 수소 생산을 위한 열을 동시에 공급할 수 있는 고온가스로의 상용화 개발 프로그램을 추진중이다. 2005년 3월호에 게재된 중국의 HTGR 개발 관련 기사를 소개한다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.11a
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• pp.105-110
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• 2002

수소는 환경친화적이며, 재생 가능한 에너지로서의 특징을 가지고 있으므로 미래 에너지원의 하나로 주목받고 있다. 현재 전 세계에서 생산되고 있는 수소의 대부분은 화석연료를 이용하여 제조되고 있으나 제조 과정에서 이산화탄소를 배출함으로써 지구온난화를 가속화시키는 단점을 지니고 있다. 이에 따라 세계 각국은 화석연료 자원에 의존하지 않고 수소를 생산하기 위한 방안들을 개발 중에 있다. 이러한 방안 중에서 원자력은 환경 친화적이며 지속 가능하게 수소를 생산할 수 있는 방안의 하나로 주목받고 있다.(중략)

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.638-641
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• 2005

수소는 자원이 무한하고 청결한 에너지이다. 수소는 무공해 청정 대체연료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 풍부한 자원으로부터 얻을 수 있다. 수소에너지는 물을 분해하여 얻거나 화석연료를 수증기개질 또는 부분산화 시킴으로써 얻을 수가 있다. 수소에너지는 1차 에너지를 변환시켜 얻을 수 있는 2차 에너지로서 환경에 대한 부하가 거의 없어 향후 화석연료를 대체할 수 있는 가장 가능성이 높은 에너지이며, 연료전지의 상용화를 앞두고 있어 중요성이 더욱 증대되고 있다. 수소를 생산하는 방법 중 가장 이상적인 방법으로는 물분해함으로써 수소를 제조하는 방법이 있다. 그러나 물분해에 의한 수소생산은 제조비용이 비싸 경제성이 떨어진다는 점과 수소의 대량생산에 필요한 기술확보가 여의치 않아 어렵다. 그러므로 수소를 저 비용으로 대량 생산할 수 있는 수소 제조 기술의 확보가 선행되어야 할 것이다. 현재 상용화되어 있는 수소제조방법은 거의 석유나 천연가스의 수증기 개질에 의한 수소 제조 방법이다. 그러나 이러한 방법은 유해 환경 물질인 CO나 $CO_2$를 배출하는 단점을 지니고 있다. 이러한 단점을 보완키 위한 수소 제조공정의 대안 중 하나는 탄화수소연료의 수소와 탄소로의 직접분해에 의한 수소생산이다. 이 중 원하는 생성물인 수소 외에 부산물이 카본이 동시에 얻을 수 있는 메탄분해에 의한 수소생산방법은 생산된 수소의 약 15%만 연소시킴으로서 필요한 에너지를 공급할 수 있으며, 동시에 지구온난화의 주범인 CO 또는 $CO_2$가 생성되지 않는 장점이 있다. 하지만 메탄을 분해하기 위해서는 매우 높은 에너지가 필요로 하게 된다. 이에 반해 프로판은 메탄보다 낮은 열원에서 분해할 수 있는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 메탄보다 분해하기 쉬운 프로판을 직접 분해하여 수소를 생산하고자 하였다. 프로판 직접분해반응는 $500\sim750^{\circ}C$의 온도 범위에서 이루어 졌으며, 촉매로서는 국내에서 생산되는 상용촉매인 카본블랙을 이용하였다.

• Bulletin of the Korea Photovoltaic Society
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• v.8 no.1
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• pp.20-30
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• 2022

친환경 수소에너지로의 전환은 온실가스 감축, 미세먼지 저감 등을 통해 청정하고 안전한 사회로의 진입을 가져올 것이다. 그러나 현재 주된 수소 생산방식은 이산화탄소를 수반하는 부생수소와 추출수소 방식에 의존하는 형태가 대부분이라, 향후 그린수소 형태로의 수소생산 제조에 관한 기술 상용화 및 경쟁력 방안 확보가 절실한 상황이다. 이에 본 고에서는 광전기화학 기반의 수소생산 기술의 성능 향상과 실효성 개선을 위한 핵심 요소 기술 및 경쟁력 확보방안에 관한 부분을 논하고자 한다.