고압 탱크나 극저온 저장 장치가 필요 없이 연료 보급소에 차를 세우고 차량 탱크에 휘발유나 디젤처럼 안전하고 편리하게 취급할 수 있는 액체 수소를 채우는 것을 상상해 보십시오. 지속 가능한 미래에 대한 이러한 비전은 캐나다 캘거리에 본사를 둔 회사가 다음과 같은 경우 현실이 될 수 있습니다. 에어튼 에너지수소 저장 및 유통의 혁신적인 방법을 확장할 수 있습니다. Ayrton의 기술은 수소를 실행 가능하게 만들 수 있습니다. 일대일 교체 파이프라인, 연료 유조선, 철도 차량 및 트럭과 같은 기존 인프라의 화석 연료용입니다.
회사의 접근 방식은 다음과 같습니다. 액체 유기 수소 운반체 (LOHC)를 사용하면 수소를 더 쉽게 운반하고 저장할 수 있습니다. 이 방법은 수소를 운반체 분자에 화학적으로 결합시켜 수소 분자를 흡수하여 더욱 안정적으로 만듭니다. 마치 식용유를 수소화하여 마가린을 생산하는 것과 같습니다.
연구원이 Ayrton의 LOHC 유체 샘플을 유리병에 붓습니다.에어튼 에너지
이 접근 방식을 사용하면 액체 수소를 고압 극저온 탱크가 아닌 주변 조건에서 운반하고 저장할 수 있습니다. -252 ºC 이하의 온도에서) 현재 수소를 액체 형태로 유지하는 데 필요합니다. 측면에서도 큰 발전이 있을 것입니다 휘발성이 높고 보관하기 어려운 기체 수소.
2021년에 설립된 Ayrton은 일본을 포함하여 LOHC를 개발하는 전 세계 여러 회사 중 하나입니다. 요오드 그리고 미쓰비시독일의 공동그리고 중국의 하이너텍. 그러나 독성, 에너지 밀도 및 입력 에너지 문제로 인해 LOHC가 액체 수소를 실현 가능하게 만드는 경쟁자로 제한되었습니다. Ayrton은 그 공식이 이러한 상충관계를 제거한다고 말합니다.
안전하고 효율적인 차량용 수소 연료
앞서 언급한 대부분의 회사에서 사용하는 기존 LOHC 기술은 톨루엔과 같은 물질에 의존합니다. 메틸사이클로헥산 수소화되면. 이러한 캐리어는 가연성 및 휘발성으로 인해 안전 위험을 초래합니다. 수소 LOHC 기술 독일 Erlanger를 비롯한 기타 수소 연료 회사는 방향을 전환했습니다. 디벤질톨루엔메틸사이클로헥산보다 단위 부피당 더 많은 수소를 보유하는 더 안정적인 운반체입니다. 더 높은 온도 (따라서 더 많은 에너지) 수소를 결합하고 방출합니다. 디벤질톨루엔 수소화는 10MPa(100bar)에서 발생하고 메틸사이클로헥산의 경우 200°C 바로 아래에서 일어나는 것과 비교하여 3~10메가파스칼(30~100bar) 및 200~300°C에서 발생합니다.
Ayrton의 독점적인 석유 기반 수소 캐리어는 다른 LOHC에 필요한 것보다 적은 입력 에너지로 수소를 포획 및 방출할 뿐만 아니라 메틸사이클로헥산보다 더 많은 수소를 저장합니다(메틸사이클로헥산의 50kg/m3에 비해 입방미터당 55kg). 디벤질톨루엔은 단위 부피당 더 많은 수소를 보유하지만(최대 65kg/m3), 운반체에 수소 원자를 주입하는 Ayrton의 접근 방식은 비용이 더 저렴할 것을 약속합니다. Ayrton의 캐리어 유체를 사용한 수소화 또는 탈수소화는 0.1메가파스칼(1bar) 및 약 100°C에서 발생한다고 창립자이자 CEO는 말합니다. 나타샤 코스테누크. 그리고 다른 LOHC와 마찬가지로 수소화 후에는 주변 온도와 압력에서 운송 및 보관이 가능합니다.
판사 설명 [Ayrton’s approach] 대규모 수소 배치를 위한 핵심 기술입니다.” —Katie Richardson, 국립 재생 에너지 연구소
Ayrton의 LOHC 유체는 마가린만큼 안전하지만 여전히 화학물질이라고 Kostenuk은 말합니다. “나는 그것을 마시지 않을 것이다. 그랬다면 기분이 별로 좋지 않았을 거예요. 하지만 치명적이지는 않습니다.”라고 그녀는 말합니다.
Kostenuk 및 동료 Ayrton 공동 창립자 브랜디 킨키드 (회사의 최고 기술 책임자로 근무하고 있는)은 원래 전력망의 공백을 메우기 위해 수소 발생기를 시장에 출시하려고 노력하고 있었습니다. “우리는 연료전지와 수소 저장 장치를 찾고 있었습니다. 연료 전지는 쉽게 찾을 수 있었지만 우리가 수소 발생기로 하려는 비전에 연료를 공급하기 위해 안전하고 쉽게 운반할 수 있는 수소 저장 방법이나 매체를 찾을 수 없었습니다.”라고 Kostenuk는 말합니다. 검색 과정에서 그들은 LOHC 기술을 발견했지만 기존 액체 수소 운반선이 요구하는 절충점에 만족하지 못했습니다. “우리는 더 잘할 수 있다는 생각을 갖고 있었습니다.”라고 그녀는 말합니다. 두 사람은 방향을 전환하여 수소 발생기에서 수소 저장 솔루션으로 초점을 조정했습니다.
Kostenuk는 “모든 사람이 수소 생산과 수소 최종 사용에 대해 열광하지만 수소를 저장하고 관리해야 한다는 사실을 잊어버립니다.”라고 말합니다. 현재의 저장 및 유통과의 비호환성은 채택의 장벽이었다고 그녀는 말합니다. “전 세계에 있는 기존 인프라를 재사용할 수 있게 되어 정말 기쁩니다.” Ayrton의 수소화 액체는 연료전지급(99.999%) 회사에 따르면 수소 순도가 높기 때문에 영하의 온도가 필요한 순수한 액체 수소를 사용하는 데 이점이 없다고 회사는 말합니다.
회사가 직면한 주요 과제는 파일럿 단계 생산에서 상업 제조에 이르기까지 모든 기술이 확장되면서 발생하는 일련의 문제라고 Kostenuk는 말합니다. “그 과정에서 가장 중요한 부분은 올바른 제조 파트너와 협력하는 것입니다.”라고 그녀는 말합니다.
Ayrton이 LOHC에 공통적인 몇 가지 다른 문제를 어떻게 처리하는지에 대한 질문에 Kostenuk은 Ayrton이 이를 피할 수 있었다고 말했습니다. “우리는 비싸고 조달하기 어려운 자재를 멀리했습니다. 이는 공급망 문제를 피하는 데 도움이 될 것입니다.”라고 그녀는 말합니다. 이렇게 낮은 온도에서 반응을 수행함으로써 Ayrton은 캐리어 유체가 더 이상 유용할 만큼 충분한 수소를 보유하지 않기 전에 1,000회의 수소화-탈수소화 사이클을 견딜 수 있도록 할 수 있습니다. 기존 LOHC는 수소 결합 및 방출에 필요한 고온으로 인해 유체가 분해되고 저장 용량이 감소하기 전까지 몇 백 사이클로 제한된다고 Kostenuk은 말합니다.
수소 저장 기술의 획기적인 발전
Ayrton의 무독성 석유 기반 캐리어 유체가 에너지 및 운송 부문에 어떤 의미를 가질 수 있는지를 인정하여 미국 국립재생에너지연구소 (NREL) 연례 행사에서 산업 성장 포럼 5월에는 Ayrton을 “뛰어난 초기 단계 벤처.” 180명 이상의 선발 위원회 기후 기술 청정기술 투자자와 업계 전문가들은 200명 이상의 초기 지원자 중에서 Ayrton을 선택했다고 밝혔습니다. 케이티 리처드슨NREL 그룹 매니저 혁신 및 기업가 정신 센터포럼을 조직했습니다. 위원회는 회사의 혁신, 시장 포지셔닝, 비즈니스 모델, 팀, 자금 조달을 위한 다음 단계, 기술, 자본 사용 및 프레젠테이션 품질을 토대로 결정을 내렸습니다. Richardson은 “판사들은 Ayrton의 접근 방식이 대규모 수소 배치를 위한 중요한 기술이라고 설명했습니다.
수소가 휘발유와 디젤을 제쳐놓을 수 있도록 하기 위한 다음 단계로서 “우리는 현재 고객에게 극저온 및 압축 수소를 제공하고 있는 수소 생산업체와 논의 중입니다”라고 Kostenuk는 말합니다. “LOHC를 제공한다면 더 먼 거리에 더 많은 양을 다중 모드 방식으로 제공할 수 있을 것입니다.” 이 회사는 또한 태양광 및 풍력과 같은 깨끗하고 간헐적인 에너지원에서 얻는 에너지의 일부를 유지하기 위해 완충 저장을 위해 수소화된 LOHC를 사용할 수 있는 일부 산업 현장 소유자와 대화하고 있습니다. 그녀는 또 다른 자연스러운 적합성은 신뢰할 수 있는 계절별 에너지 공급 방법을 찾고 있는 에너지 서비스 제공업체라고 말합니다. 배터리가 제공할 수 있는 것 이상의 저장 공간. 목표는 궁극적으로 자동차, 트럭, 기차 및 선박의 대체 연료(또는 표준)가 될 만큼 규모를 확대하는 것입니다.
