도요타의 공식 성명서는 더 이상 유토피아적으로 시작할 수 없습니다. "마법 같은 느낌입니다. 특정 장치를 공기와 접촉시키고 햇빛에 노출시키면 무료로 연료를 생산하기 시작합니다."
무료로? 좋다?
첫째, 그들이 말하는 연료는 휘발유나 경유가 아니라 수소다. 그리고 우리가 알고 있듯이 Toyota는 이 분야의 주요 업체 중 하나입니다. 연료 전지 차량 또는 연료 전지는 수소를 사용하여 차량을 기어에 넣는 데 필요한 전기 에너지를 생성합니다.
이 기술의 확장에 대한 주요 장애물 중 하나는 바로 수소 생산에 있습니다. 우주에서 가장 풍부한 원소임에도 불구하고 불행히도 항상 다른 원소에 "붙어 있는" 것처럼 보입니다. 일반적인 예는 물 분자인 H2O이며, 이를 분리하고 저장하는 데 복잡하고 비용이 많이 드는 과정이 필요합니다.
그리고 Toyota가 회상하듯이, 수소 생산은 여전히 화석 연료를 사용하며, 일본 브랜드가 바꾸려는 시나리오입니다.
Toyota Motor Europe(TME)의 성명에 따르면 중요한 기술 발전을 달성했습니다. DIFFER(네덜란드 기초 에너지 연구소)와 제휴 공기 중에 존재하는 수증기를 흡수하여 태양에너지만으로 수소와 산소를 직접 분리할 수 있는 장치 개발 — 따라서 우리는 무료 연료를 얻습니다.
이러한 공동 개발에는 본질적으로 두 가지 이유가 있습니다. 첫째, 화석 연료에 대한 의존도를 줄일 수 있는 수소와 같은 새롭고 지속 가능한 연료가 필요합니다. 둘째, 온실가스 배출량을 줄여야 합니다.
Mihalis Tsampas가 이끄는 TME의 Advanced Materials Research 부서와 DIFFER의 Catalytic and Electromechanical Processes for Energy Applications 그룹은 일반적인 액체 상태가 아닌 기체 상태(증기) 상태에서 물을 구성 요소로 나누는 방법을 달성하기 위해 협력했습니다. Mihalis Tsampas는 그 이유를 다음과 같이 설명합니다.
Mihalis Tsampas, DIFFER의 에너지 응용을 위한 촉매 및 전기 기계 공정액체 대신 기체로 작업하면 몇 가지 장점이 있습니다. 액체에는 의도하지 않은 물집과 같은 몇 가지 문제가 있습니다. 또한 액체 상태가 아닌 기체 상태의 물을 사용하기 때문에 물을 정화하기 위해 값비싼 설비가 필요하지 않습니다. 그리고 마지막으로 우리 주변의 공기 중에 존재하는 물만을 사용하기 때문에 물이 없는 오지에서도 우리 기술을 적용할 수 있습니다.
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첫 번째 프로토타입
TME와 DIFFER는 태양에 노출된 후 수소를 생성하기 시작하는 주변 공기에서 물을 포획할 수 있는 새로운 고체 광전기화학 전지를 개발하면서 원리가 어떻게 작동하는지 시연했습니다.
이 첫 번째 프로토타입은 동등한 물 충전 장치로 달성한 성능의 인상적인 70% — 약속. 이 시스템은 고분자 전해질 막, 다공성 광전극 및 흡수성 재료로 구성되며, 특정 장치에 통합된 막이 결합됩니다.
다음 단계
이미 얻은 결과를 고려할 때 유망한 프로젝트는 NWO EW PPS 기금에서 자금을 할당 받았습니다. 다음 단계는 장치를 개선하는 것입니다. 첫 번째 프로토타입은 매우 안정적인 것으로 알려진 광전극을 사용했지만 Tsampas가 말했듯이 한계가 있었습니다. 다음 단계는 최신 재료를 적용하고 아키텍처를 최적화하여 수분과 햇빛 흡수를 증가시키는 것입니다.”
이 난관을 극복하고 나면 기술의 확장이 가능할 수도 있다. 수소를 생산하는 데 사용되는 광전기화학 전지는 매우 작습니다(약 1cm2). 경제적으로 실행 가능하려면 최소 2~3배(100~1000배) 성장해야 합니다.
Tsampas에 따르면 아직 도착하지 않았음에도 불구하고 그는 미래에 이러한 유형의 시스템이 자동차를 이동하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 가정에 전력을 공급할 수 있기를 희망합니다.