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모든 사람들은 매캐하고 분명하게 불쾌한 암모니아 냄새를 알고 있습니다. 그러나 우리가 막으려 고군분투하고 있는 환경 파괴로부터 작은 지구를 구할 수 있다는 사실을 이해하는 사람은 많지 않을 것입니다.
그것은 세계에서 가장 많이 생산되는 산업용 화학 물질 중 하나이며, 그 중 70percent에서 85percent가 농업용 비료를 만드는 데 사용됩니다(아무도 이 수치에 동의하지 않는 것 같습니다). 때로는 순수한 형태로 땅에 직접 주입하여 옥수수와 밀과 같은 작물의 수확량을 늘립니다. 그런 다음 냉장이 있습니다. 그리고 물로 심하게 희석된 많은 양이 일반 가정용 세척제에서 발견됩니다. 그것은 또한 메스암페타민을 만드는 데 중요한 성분이지만 우리는 거기에 가지 않을 것입니다. 암모니아에는 수십 가지 다른 합법적인 산업 응용 프로그램이 있으며 트럭 운송에 대한 우리의 요구 사항 중 하나에 잘 맞을 수 있습니다.
부분적으로 탄소가 없기 때문이기도 하지만 아마도 가장 중요한 것은 효율적인 수소 운반체이기 때문일 것입니다.
가까운 장래에 새로운 디젤 연료 트럭을 구입할 수 없게 될 것입니다. 빠르면 2035년이 될 것입니다. 그리고 저는 일부 관할 구역(캘리포니아를 보십시오)에서 2025년이 되면 이러한 모든 트럭이 해당 지역에 진입하는 것을 금지할 것이라고 큰 돈을 걸고 있습니다. 파리, 멕시코 시티, 마드리드, 아테네와 같은 유럽과 다른 지역에는 이미 있습니다.
그러나 유일한 대안으로 배터리 전기 또는 기존 수소 연료 전지 차량으로 제한되지 않을 수 있습니다. 암모니아는 몇 가지 방법으로 작업을 수행할 수 있습니다. 내연 기관에 주입되는 액체 연료 또는 수소 운반체(화학적 구성은 수소 원자 3개와 질소 1개)일 수 있습니다. 공식 명칭은 NH삼.
Amogy의 성공적인 테스트
그 중에서도 뉴욕 브루클린에 본사를 두고 노르웨이에서 중요한 사업을 운영하는 소규모 신생 기업이 그 방법을 보여주고 있습니다. 1월 중순에 Amogy Inc.는 최초의 암모니아 동력 무공해 세미 트럭의 성공적인 테스트를 발표했습니다. 2021년 7월 5kW 드론, 지난 5월 100kW John Deere 농장 트랙터에 기술을 통합한 후 암모니아-전력 기술을 300kW로 확장했습니다. 8분 동안 연료를 공급한 후 총 저장 순 전기 에너지가 900kWh인 Freightliner Cascadia 트랙터가 뉴욕주 롱아일랜드에 있는 Stony Brook College 캠퍼스에서 몇 시간 동안 테스트되었습니다. 적절한 테스트 트랙에서 전체 규모 테스트 빨리 따르도록 설정되어 있습니다.
“암모니아의 잠재력을 여는 Amogy의 독점 기술은 암모니아를 수소로 온보드 분해하여 차량에 동력을 공급하는 연료 전지로 직접 보낼 수 있습니다.”라고 회사는 설명합니다. “액체 암모니아는 압축 수소보다 약 3배 더 큰 에너지 밀도를 가지며 훨씬 적은 에너지를 필요로 하므로 저장 및 운송에 비용 효율적입니다.
“암모니아는 기존 운송 및 저장 인프라 덕분에 모든 대형 운송 부문에서 탄소 제로 연료 가치 사슬로 가는 명확한 길을 제시합니다. 세계적인 필수품인 2억 톤의 암모니아가 이미 매년 생산 및 운송되어 이상적이고 접근 가능한 대체 연료가 되었습니다.”
최적의 연료
우성훈 Amogy CEO는 “암모니아는 주변 온도에서 놀라운 에너지 밀도와 액상을 넘어, 전 세계적으로 인프라가 구축되어 있기 때문에 무거운 운송 수단의 빠른 탈탄소화를 달성하기 위한 최적의 연료입니다.”라고 말했습니다. “가까운 장래에 우리는 글로벌 운송과 같이 감소하기 어려운 다른 부문을 더 확장하고 해결하기를 기대합니다.”
캐나다 온타리오 주 미시사가에 본사를 둔 한 회사는 암모니아를 사용하는 또 다른 방법을 가지고 있습니다. 암모니아를 소량의 디젤 또는 바이오디젤과 함께 내연 기관에 직접 주입하여 연소를 돕는 것입니다. 다중 연료 모터로 만들기 위해 엔진에 약간의 수정이 필요하지만 개조가 쉽다고 합니다. 현재 함대 서비스에서 두 대의 대형 트랙터에서 테스트 실행 중입니다.
회사 회장 Greg Vezina에 따르면 암모니아는 “가솔린, 기체 또는 액체 수소, 액화 석유 가스, 디젤, 압축 천연 가스, 전기(전기가 화석 연료에서 생성되는) 및 하이브리드 전기 자동차와 비교할 때 가장 환경 친화적인 연료입니다.” .
이 중 어느 것도 완전히 새로운 것은 없습니다. 사실, 이러한 암모니아 사용은 1800년대로 거슬러 올라갑니다. 예를 들어, 1871년 뉴올리언스에서 암모니아 연료를 사용하는 전차가 운행되었습니다. 그리고 제2차 세계 대전 중에는 모든 종류의 차량에서 찾기 힘든 디젤이나 휘발유를 액체 암모니아로 대체하는 것이 비교적 흔한 일이었습니다. 현재 전 세계적으로 암모니아를 무탄소 연료로 사용하는 것을 목표로 하는 많은 프로젝트가 있으며, 특히 발전, 독립형 애플리케이션 및 내연 기관에서 그러합니다.
더 큰 그림에서 암모니아의 가장 중요한 역할은 무탄소 연료가 아니라 수소가 연료 전지에 동력을 공급하는 효과적인 에너지 운반체로 사용된다는 것이 분명합니다. 화학자와 다른 사람들이 말합니다. 수소경제의 길을 만들겠습니다.
에너지 밀도
암모니아는 끔찍한 냄새가 나고 위험할 정도로 부식성이 있지만 수소에 비해 에너지 밀도가 거의 두 배입니다. 또한 기존 인프라를 사용하여 배송, 보관 및 배포하기가 더 쉽습니다. 그리고 그것은 수소 채택의 가장 큰 장벽 중 하나인 저장 및 운송 비용을 해결합니다.
여기서 핵심은 수소는 섭씨 -253도까지 극저온으로 얼려야 하지만 암모니아는 액체 상태를 유지하기 위해 -33도까지만 냉각하면 된다는 것입니다. 액화 암모니아는 액체 수소 자체보다 거의 50% 더 많은 수소를 포함하고 수소를 제공하기 위해 저렴한 촉매를 사용하여 ‘분해’될 수 있습니다.
그것은 다소 아이러니하고 순환적입니다. 우리는 수소를 만들어 암모니아를 추출한 다음 그 암모니아를 저장하고 필요한 곳으로 운반하고 마지막으로 수소를 다시 끌어내어 연료 전지에서 사용할 것입니다.
영국 옥스퍼드 소재 거대 제조기업 지멘스(Siemens)의 에너지 저장 연구원인 팀 휴즈(Tim Hughes)는 “저장하고, 운송하고, 태우고, 다시 수소와 질소로 전환할 수 있습니다.”라고 말합니다. “여러 면에서 이상적입니다.”
녹색 암모니아
그러나 물론 우리는 ‘녹색’ 암모니아가 녹색 수소를 만들기를 원합니다. 이는 일반적인 생산 방법으로는 불가능합니다. 이는 증기를 사용하여 천연 가스에서 수소를 제거한 다음 고압 및 극도로 공기 중의 질소와 수소를 결합하는 것입니다. 고온. 그것은 1900년대 초 두 명의 똑똑한 독일인에 의해 발명되어 그 이후로 계속 사용되고 있는 Haber-Bosch 공정입니다. 문제는 암모니아 1톤이 만들어질 때마다 대기 중으로 2톤의 이산화탄소를 뿜어내는 더럽다는 것입니다.
따라서 우리는 방정식에서 천연 가스를 제외하고 대신 재생 가능 에너지에서 얻은 전기를 사용하여 전기 분해를 통해 수소를 만든 다음 여기서 암모니아를 만들어야 합니다. 이를 달성하기 위해 캐나다에서 호주에 이르는 프로젝트가 진행 중이며 사우디 아라비아에서 가장 큰 프로젝트로 2025년 가동 후 1년에 백만 톤의 암모니아를 생산할 것입니다. 올해 연간 2만톤 생산
많은 사람들이 순수한 수소를 미래의 연료로 보았지만 암모니아가 같은 장소로 가는 더 나은 경로인 것처럼 보입니다.
네덜란드 Twente 대학의 화학 엔지니어인 Jimmy Faria는 “모든 상자를 체크합니다.”라고 말합니다.
자, 이것이 오늘날 트럭을 운영하는 여러분에게 어떤 의미가 있습니까? 다중 연료 엔진 개장을 시도하려는 경우 가능합니다. 그러나 실제로 여기서 암모니아의 중요성은 수소 연료 전지로 구동되는 트럭을 저렴한 비용으로 구입할 수 있는 날이 가까워졌다는 것입니다. 그리고 배터리 기술이 발전하여 필요한 범위를 확보하지 않는 한(현 시점에서 의심스러워 보임) 결국에는 그 트럭이 필요하게 될 것입니다.
