청소년
청소년을 위한 교양 수소에너지공학
루미너리북스 교육출판 에디팅 팀
루미너리북스
0 (0명)
3명이 읽었어요
유료 작품은 원스토리 앱에서 이용 할 수 있어요.
- 소장
- 13,000 ⓒ
| 듣기기능 | TTS지원 | 파일정보 | EPUB |
|---|---|---|---|
| 총 용량 | 2.9 MB | 이용기기 | |
| ISBN | 9791142945779 | ||
책 소개
수소는 1766년 헨리 캐번디시에 의해 발견된 이후 인류의 에너지 패러다임을 바꿀 핵심 요소로 주목받고 있습니다. 우주에서 가장 풍부한 원소이면서 연소 시 물만 생성하는 무공해 특성을 지닌 수소는 기존 화석연료 대비 3배 높은 에너지 밀도를 자랑합니다. 이 책은 수소의 물리화학적 성질부터 시작하여 생산, 저장, 운송, 활용에 이르는 수소에너지공학의 모든 영역을 체계적으로 다룹니다. 영하 253도의 액화 온도와 4-75% 농도 범위의 폭발 위험성 등 수소 고유의 특성을 과학적으로 분석하며, 2050년 탄소중립 달성을 위한 수소의 역할과 그린 수소 생산을 통한 환경적 효과를 구체적으로 제시합니다.
수소 생산 기술은 1800년 볼타의 전기분해 실험에서 출발하여 현재 다양한 방식으로 발전했습니다. 전 세계 수소 생산의 95%를 차지하는 천연가스 개질 방식은 800-900도 고온에서 메탄과 수증기를 반응시켜 수소를 생성하며, 재생가능에너지와 연계한 전기분해를 통해서는 친환경적인 그린 수소 생산이 가능합니다. 수소 저장 기술로는 350-700bar 고압으로 압축하는 기체 저장, 극저온 액화 저장, 그리고 마그네슘이나 티타늄 같은 금속 합금을 이용한 고체 저장 방식이 있습니다. 독일 루르 지역의 240km 수소 파이프라인과 일본 가와사키중공업의 액화수소 운반선 수소프론티어호는 수소 운송 인프라의 실제 구현 사례를 보여줍니다.
1839년 윌리엄 그로브가 발명한 연료전지 기술은 수소와 산소의 전기화학 반응을 통해 전기와 물을 동시에 생성하는 핵심 기술입니다. 80도 저온에서 작동하는 고분자전해질연료전지는 도요타 미라이와 현대 넥쏘 같은 수소자동차에 적용되어 609km 주행거리와 5분 충전 시간의 실용성을 입증했습니다. 800-1000도 고온에서 작동하는 고체산화물연료전지는 발전소에서 높은 효율을 실현하며, 일본의 에네팜 시스템처럼 가정용 연료전지는 40만 가구에서 전기와 온수를 동시에 공급합니다. 2018년 독일의 수소 열차 코라디아와 2021년 노르웨이의 수소 페리선은 교통 분야의 탈탄소화를 실현하는 구체적 성과를 제시합니다.
수소 경제는 수소 생산부터 저장, 운송, 활용에 이르는 전체 가치사슬을 포괄하는 새로운 경제 시스템입니다. 한국의 수소경제 활성화 로드맵과 독일, 일본, 호주 등 주요국의 국가 수소 전략은 2040년까지의 단계별 발전 계획을 구체화하고 있습니다. 수소법 제정과 청정수소 인증제 도입을 통한 제도적 기반 마련, 그리고 1937년 힌덴부르크 호 사고 이후 발전해온 안전 관리 기술은 수소 산업의 안정적 성장을 뒷받침합니다. 인공지능과 IoT를 활용한 스마트 운영 시스템과 그린 수소의 경제성 확보 전망은 수소가 미래 에너지 시스템의 중심축이 될 가능성을 보여줍니다.
수소 생산 기술은 1800년 볼타의 전기분해 실험에서 출발하여 현재 다양한 방식으로 발전했습니다. 전 세계 수소 생산의 95%를 차지하는 천연가스 개질 방식은 800-900도 고온에서 메탄과 수증기를 반응시켜 수소를 생성하며, 재생가능에너지와 연계한 전기분해를 통해서는 친환경적인 그린 수소 생산이 가능합니다. 수소 저장 기술로는 350-700bar 고압으로 압축하는 기체 저장, 극저온 액화 저장, 그리고 마그네슘이나 티타늄 같은 금속 합금을 이용한 고체 저장 방식이 있습니다. 독일 루르 지역의 240km 수소 파이프라인과 일본 가와사키중공업의 액화수소 운반선 수소프론티어호는 수소 운송 인프라의 실제 구현 사례를 보여줍니다.
1839년 윌리엄 그로브가 발명한 연료전지 기술은 수소와 산소의 전기화학 반응을 통해 전기와 물을 동시에 생성하는 핵심 기술입니다. 80도 저온에서 작동하는 고분자전해질연료전지는 도요타 미라이와 현대 넥쏘 같은 수소자동차에 적용되어 609km 주행거리와 5분 충전 시간의 실용성을 입증했습니다. 800-1000도 고온에서 작동하는 고체산화물연료전지는 발전소에서 높은 효율을 실현하며, 일본의 에네팜 시스템처럼 가정용 연료전지는 40만 가구에서 전기와 온수를 동시에 공급합니다. 2018년 독일의 수소 열차 코라디아와 2021년 노르웨이의 수소 페리선은 교통 분야의 탈탄소화를 실현하는 구체적 성과를 제시합니다.
수소 경제는 수소 생산부터 저장, 운송, 활용에 이르는 전체 가치사슬을 포괄하는 새로운 경제 시스템입니다. 한국의 수소경제 활성화 로드맵과 독일, 일본, 호주 등 주요국의 국가 수소 전략은 2040년까지의 단계별 발전 계획을 구체화하고 있습니다. 수소법 제정과 청정수소 인증제 도입을 통한 제도적 기반 마련, 그리고 1937년 힌덴부르크 호 사고 이후 발전해온 안전 관리 기술은 수소 산업의 안정적 성장을 뒷받침합니다. 인공지능과 IoT를 활용한 스마트 운영 시스템과 그린 수소의 경제성 확보 전망은 수소가 미래 에너지 시스템의 중심축이 될 가능성을 보여줍니다.
목차
1. 수소의 발견과 에너지원으로의 여정
2. 수소의 물리화학적 성질과 특성
3. 수소 에너지의 환경친화적 가치
4. 전기분해를 통한 수소 생산의 원리
5. 천연가스 개질을 통한 수소 제조
6. 석탄 가스화와 바이오매스 활용 제조법
7. 고압 기체 저장 기술과 용기 설계
8. 액체수소 저장 기술과 극저온 관리
9. 금속 수소화물 고체 저장법
10. 파이프라인을 통한 수소 운송
11. 수소 운반선과 해상 운송 기술
12. 수소 충전소 인프라 구축과 운영
13. 연료전지의 작동 원리와 구조
14. 고분자전해질연료전지 PEMFC 기술
15. 고온 연료전지 SOFC와 MCFC
16. 수소자동차 기술과 상용화 현황
17. 수소 열차와 철도 교통 혁신
18. 수소 항공기와 친환경 항공 운송
19. 수소선박과 해상 운송의 탈탄소화
20. 수소 발전과 전력 시스템 안정화
21. 가정용 연료전지와 주택 에너지
22. 수소 안전 관리와 위험성 평가
23. 수소 경제의 개념과 산업 생태계
24. 수소 관련 정책과 규제 체계
25. 수소 기술 개발과 연구 동향
26. 수소 산업의 경제성과 비즈니스 모델
27. 수소 미래 전망과 지속가능발전
2. 수소의 물리화학적 성질과 특성
3. 수소 에너지의 환경친화적 가치
4. 전기분해를 통한 수소 생산의 원리
5. 천연가스 개질을 통한 수소 제조
6. 석탄 가스화와 바이오매스 활용 제조법
7. 고압 기체 저장 기술과 용기 설계
8. 액체수소 저장 기술과 극저온 관리
9. 금속 수소화물 고체 저장법
10. 파이프라인을 통한 수소 운송
11. 수소 운반선과 해상 운송 기술
12. 수소 충전소 인프라 구축과 운영
13. 연료전지의 작동 원리와 구조
14. 고분자전해질연료전지 PEMFC 기술
15. 고온 연료전지 SOFC와 MCFC
16. 수소자동차 기술과 상용화 현황
17. 수소 열차와 철도 교통 혁신
18. 수소 항공기와 친환경 항공 운송
19. 수소선박과 해상 운송의 탈탄소화
20. 수소 발전과 전력 시스템 안정화
21. 가정용 연료전지와 주택 에너지
22. 수소 안전 관리와 위험성 평가
23. 수소 경제의 개념과 산업 생태계
24. 수소 관련 정책과 규제 체계
25. 수소 기술 개발과 연구 동향
26. 수소 산업의 경제성과 비즈니스 모델
27. 수소 미래 전망과 지속가능발전