블룸 에너지 10-K 정리

수소 저장 수소는 기체 상태의 수소보다 부피가 1/800배 수준으로 줄어든다. 또한 기체 상태에서 에너지 밀도가 낮아 액화 기술이 필수적이다. 수소는 끓는점이 영하 253도 이기 때문에 액화 수소를 만들기 위해서는 높은 압력과 낮은 온도가 필요하다. 또한 가연성이 높아안전한 이송이 중요하다. 수소를 액화시키는 방법은 다음과 같다. 수소 분자는 오르트수소, 파라수소 두 가지 형태로 존재한다. 상온에서는 오르트수소가 약 75%차지한다. 액화수소는 파라수소 형태로 저장해야 하기 때문에 오르트수소를 변환시켜야 한다. 오르트수소는 파라수소 변환 과정에서 에너지를 방출하고 액화수소가 증발된다. 액화 수소의 특징은 다음과 같다. 밀도는 70.99g/l(20k에서) 수소 1kg에는 천연가스 1kg보다 약 2.5배 더 많은 에너지가 존재한다. 수소를 촉매로 사용하여 파라수소로 변환해 저장하면 약 20% 더 많이 저장 가능. 액화수소 저장의 어려움 수소는 특징적으로 낮은 기화열로 인해 저장하기가 어렵다. 액체수소는 단열성이 높은 용기에 저장하여도 단열이 완벽하지 않아. 수소 손실이 발생한다. 이로 인해 '단열성'이 매우 중요하다. 수소 손실을 막기 위해 다음과 같은 방법이 동원된다. 극저온 저장탱크 극저온 유체와 직접 접촉하는 내조와 대기와 접촉하는 외조로 구성된다. 내조와 외조 사이에는 단열 시스템이 구성되어 있어 액화수소의 온도가 올라가는 것을 방지한다. 위 표를 보면 저장용기/탱크의 크기와 용량이 작을수록 단위 체적당 표면적이 증가한다. 즉 NER 측면에서 보면 소용량의 저장용기가 불리하다. 질소 첨가 수소를 암모니아로 변환시켜 저장하는 방식도 현재 주목받고 ...

린데에 대해 알아보다 산업용 가스도 취급한다는 것을 알게 되어서 ai를 이용해 정리해봤다. 글로벌 산업 가스 시장 규모 2032 년까지 2551억 달러에 달할 것으로 예상된다. 이러한 성장은 아시아 태평양 지역이 주도하고 있다. 2032년에는 이 지역이 전체 시장의 31.24%를 차지했다. 산업용 가스 수요에서 천연가스의 비중은 약 30% 내외로 상승할 것으로 전망된다. 산업용 가스 정리 산소 생산 방법 극저온 증류 : 공기를 매우 낮은 온도로 냉각하여 각 성분 가스의 끓는 점 차이를 이용해 분리(일반적) 압력 스윙 흡착(PSA) 막 분리 공정 => 99.5%이상의 고순도 산소를 보장한다. 사용 산업 금속, 화학, 제약, 외료, 에너지(수소 생산을 위한 가스화 공정, CCUS), 식품, 환경, 펄프/제지, 플라스틱, 반도체 시장 규모 2024년 455.27억 달러 -> 2033년까지 755억 달러 규모로 성장할 것으로 예측 주요 공급업체 Air Liauide, Air Products, Linde(전체 산업용 가스 시장에서 32% 점유율) 질소 생산 방법 압력 스윙 흡착 질소 발생기 : 특정 압력에서 산소와 질소의 흡착 특성 차이 이용 막 질소 발생기 : 얇은 필름을 이용 사용 산업 식품/음료, 전자, 화학, 석유화학, 농업, 의료 시장 규모 2024년 182억 달러 -> 2033년 255.5억 달러 규모 예측 주요 공급업체 Air Liauide, Air Products, Linde 아르곤 생산 방법 공기 분리 장치를 통해 액체 공기를 극정노 증류하여 산소 및 질소와 함께...

최근 핵융합 관련해서 빅테크들이 투자한다는 내용을 봤다. ai로 인해 전력 수요가 부족해질 것이라는 전망도 있고 현재 주식시장은 ai + 트럼프 테마가 지배하고 있어서 조금이라도 ai가 묻으면 다 오르는 성향이 있다. 핵융합은 부족한 전력 공급에 대한 대안이 될 수도 있을 것이고 핵융합은 결국 에너지 생산의 종착지라 생각하기 때문에 핵융합 관련을 공부해 보기로 했다. 공부를 하기 전 핵융합은 수소를 사용해서 에너지를 만드니 '수소를 만드는' 회사가 돈을 많이 벌지 않을까? 라는 생각을 했다. (수소는 생산하기 힘들다는 지식이 있었다.) 핵융합 관련해서 공부헤보니 중수소 + 삼중수소를 이용해 발전을 하는 방법이 가장 효율적이라는 사실을 알았다. 중수소를 생산하는 기업에 대해 찾아보니 '린데' 라는 기업에 대해 알게 되었다. 린데는 산업용 가스와 수소 관련한 회사라는 사실을 대충 알고 더 공부해볼까? 라는 생각을 갖게 되었다. 핵융합을 더 공부해보니 삼중수소를 생산하는게 어려워 ...

valc 자료 정리 백색수소 : 땅 속에서 자연생성되는 수소 매장된 수소는 지각 내에서 다시 생성되어 재생산 가능 백색수소 생산 방법 철분을 다량 함유한 감람석이 고온/고압 상황에서 물과 반응할 때 수소가 발생한다.(70%) 우라늄이 지하수를 떼려서 수소가 생성된다.(30%) 수소 인프라 강점 에너지 밀도가 높다(배터리 약 0.2kWh/kg, 수소 약 30kWh/kg) 탄소 배출이 없다 기존 송유/가스 인프라 활용 가능하다. 한계점 연료전지 효율이 낮고 비싸다.(연로전지 효율은 약 30~40%, 수소를 이용하면 변환이 2회 필요해 전체 효율은 10% 수준) 수소 '생산'과정에서 탄소 발생(그레이수소는 생산되는 수소의 95%) 비싸다(그린수소 4$/kg) 수소 1kg으로 약 13kgWh 생산 가능하고, 5.3KG 기준 70KWh 배터리와 동일한 전력량 수소 5.3kg 생산 가격은 27,500원, 신재생 발전을 통한 70kWH 전력 생산은 7000원 -> 이러한 이유로 기존에는 수소인프라 사업성이 낮은 것으로 결론!! 하지만 백색 수소는 싸고, 깨끗해서 기존 수소인프라가 갖는 문제를 해결 가능하다. 생산이 쉽게 가능해...

핵융합의 기본 원리 핵융합이란 두 개의 가벼운 원자핵이 충돌하여 하나의 무거운 원자핵으로 합쳐지는 과정에서 에너질르 방출하는 현상이다. 이 반응이 자연적으로 발생하기 위해서는 쿨롱 장벽을 극복해야 한다. 고전 역학에서는 극복을 위해 수십억 도에 달하는 온도가 필요하다. 다만 현실에서는 낮은 수억 도의 온도에서 발생한다. 이는 양자 터널링 효과 덕분이다. (입자는 파동의 성질도 지니기 때문에 일정 확률도 장벽을 통과 할 수 있기 때문.) 핵융합 반응 종류(ai 이용) 중수소-삼중수소 (D-T) 반응: D + T → 4He (3.5 MeV) + n (14.1 MeV) + 17.6 MeV   이 반응은 약 1억 도(10 keV)의 비교적 낮은 온도에서 가장 높은 반응 단면적을 가지므로 현재 핵융합 연구의 주된 목표 반응입니다. 방출되는 에너지의 약 80%가 고에너지 중성자(14.1 MeV) 형태로 방출됩니다. 이 중성자 에너지는 핵융합로의 블랭킷에서 열에너지로 변환되어 전기를 생산하고, 삼중수소를 증식하는 데 활용됩니다.   중수소-중수소 (D-D) 반응: (두 가지 경로가 거의 동일한 확률로 발생) D + D → 3He (0.82 MeV) + n (2.45 MeV) + 3.27 MeV   D + D → T (1.01 MeV) + p (3.02 MeV) + 4.04 MeV   D-D 반응은 평균 약 3.6 MeV의 에너지를 방출하며, D-T 반응보다 더 높은 온도(약 10억 도, 100 keV)를 요구합니다. 하지만 중수소는 바닷물에 풍부하게 존재하여 연료 공급 측면에서 장기적인 이점을 가집니다.   중수소-헬륨-3 (D-3He) 반응: D + 3He → 4He (3.6 MeV) + p (14.7 MeV) + 18.3 MeV   이 반응은 중성자를 거의 발생시키지 않는 비중성자(aneutronic) 핵융합 반응으로, 중성자 손상 및 방사화 문제가 적다는 큰 장점이 있습니다. 그러나 헬륨-3은 지구상에 매우 희귀하며(달에 풍부), D-D 반응보다 훨씬 높은 온도(약 10억 도 이상)를 요구합니다.   D-T 반응이 현재 연구되고 있는 핵융합 방식이다 -> 필요 온도가 가장 낮아 효율이 제일 좋기 때문 플라즈마 상태의 필요조건 핵융합 반응을 효율적으로 일으키기 위해서는 연료 물질이 핵융합이 가능한 플라즈마 상태를 유지해야 한다. 플라즈마를 핵융합에 도달시키기 위해서는 온도, 밀도 그리고 구속시간이 중요하다. 온도 : 원자핵들이 쿨룽 장벽을 극복하고 핵력에 접근 할 수 있게 충분한 위치 에너지를 갖고 있어야 한다. 밀도 : 플라즈마 입자의 밀도가 높을수록 핵들 간의 충돌 빈도가 증가한다 구속시간 : 초고온 플라즈마는 일반적인 물질 용기로는 가둘수 없어서 자기장이나 ...