김철영 2023-11

수소,산소에서 물이 되면서 안정화될 때 에너지 차이가 생기고 이 때 발생한 에너지가 물분자의 운동에너지로 변하여 팽창하게됩니다.
화학반응에너지와 보일샤를의 법칙에 기반한 기체상태방정식을 이용하면 분자의 수가 감소한 비율보다 온도 상승에 따른 팽창이 큰 것을 쉽게 계산할 수 있습니다.

Sikieiki 2023-11

아 듣고보니 물의 팽창을 생각안해봤네요
물일때나 22.4리터지 수증기면 체적은 폭발적....

답변 감사합니다!

dateno1 2023-11

조금씩 태우면 안 터집니다

수소는 너무 잘 타기땜에 순식간에 타오르고, 그로 인해 발생한 에너지땜에 체적이 증가하므로 폭발합니다

특히 기체는 다른 상태보다 온도변화에 따른 체적 변화가 극심하므로 엄청난 차이가 납니다

Jjun 2023-11

종이에 불붙이면 잘 타지만 번지는 속도는 느리기 때문에 폭발한다고는 안합니다.
유증기에 불붙이면 종이보다는 빨리 번지지요 마치 폭발하듯이.

연쇄반응 속도가 빠르면 주로 폭발하듯이 반응한다고 하지요. 수소연료의 가장 큰 약점 중 하나입니다 폭발위험

무아 2023-11

산소랑 놀다가 열받아서? 텨텨텨

술이 2023-11

ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

무쏘뿔처럼 2023-11

수소는 폭발범위가 4~75%로 넗고 또한 수소 폭명기라 하여 누출시 일정 농도가 되면 음속보다 빠른 속도로 연소 폭발 합니다.
수소차량 충전 압력이 200kg/cm^2 정도 인데 이는 대포로 폭탄을 날리는 압력보다 높습니다.(공기총 압력 최저압력 8kg/cm^2)을 생각 해보시면 ^^
차량에 충전된 압력만으로 조건에 따라 큰 사고로 이어질 수 있고 또한 터널, 지하주차장 같은 통풍이 어려운 환경속에서 누출시 폭굉이 일어 날 수 있는
조건이 됨니다.
폭굉시 무서운 것은 압력이 늘어고 반대로 연소후에는 진공상태가 되기에 건물 같은 곳에 주어지는 충격은 더욱 큰 걸로 알고 있습니다.

전 그래서 수소보다 암모니아 쪽으로 기술 개발 하는 것이 더 안전 할 것 같은 생각입니다. 또한 경제성도 좋습니다. 운송, 생산에 유리하고
다만 암모니아가 독성에 가연성이지만 농도 타 가스에 비하면 허용농도가 높아서 아주 위험한 가스는 아니라고 생각 합니다.

dateno1 2023-11

그런데 암모니아는 내연기관으로 만들어야 하지 않나요?

수소는 연료전지라 변환 효율이 천지의 차이가 있습니다

수소가 인기 있는 이유중 하나가 환경 오염이랑 에너지 밀도도 있으므로 이런점들도 고려해야 합니다

또한 암모니아 -> 수소는 가능해도 반대는 불가능합니다 (수소는 우주에서 젤 흔하기떔에 다양한곳에서 얻을 수 있습니다)

무쏘뿔처럼 2023-11

암모니아 -> 수소 개질도 가능 합니다.
암모니아(NH3) * 2  =  고온 고압 반응기 족매 = 질소(N2) + 수소(H2)*2
이미 이 기술은 개발되어 있어고 경제성 개선 개발 중 입니다.
일부 해외에서는 상용화 하고 있습니다.
https://renewableenergyfollowers.org/3470
또한 수송에서도 암모니아는 상용온도에서 액화가 가능하여 운송비 및 저장 단가가 저렴 합니다.
공부 한지 좀 오래되어서 기억이 가물 거리는데 같은 면적당 액체수소보다  저장 능력이 1.5배 이상으로 알고 있습니다.
또한 액체 수소를 운송하는 것도 쉽지 않습니다. -235 이하로 보관 운송 해야 하는데 진공탱크 재액화시설 등등

dateno1 2023-11

결국 다른 원소를 추가해야 가능한거니 본질적으로 변환되는건 아니죠 (그런식으로 애기하면 수소가 들어가는 모든 물질로 만들 수 있습니다)

질소 고정이 가능해진건 이미 옛날 애기라 세삼스러울껀 없습니다

문젠 암모니아경우 내연기관용이란점이랑 같은 양의 기체를 썼을때 에너지 밀도의 문제입니다 (낮은 변환 효율*딱히 높지 않은 에너지 밀도=낮은 에너지양입니다)

물른 수소가 운반이나 보관이 불리한건 사실이지만, 무조건 액체로 만들어야하는것도 아니고, 금속과 결합시켜서 보관할 수 도 있습니다 (효율이 나쁠뿐이죠)

거기다 수소랑 달리 질소 화합물이 발생하므로 환경 문제에서 자유롭지 못하고, 내연기관이 퇴출되고 있는 대세랑 맞는지도 문제입니다 (군용처럼 안정성과 충전 효율을 잡아야해서 여전히 화석 연료를 선호하는 수요에 대한 대체는 가능하겠지만, 대세가 되긴 힘들어보입니다)

암모니아말고도 바이오메스 계열 연료는 이것저것 연구되고 있지만, 결국은 민수시장에선 다 퇴출될꺼라 봅니다 (연료전지나 베터리로 동력원을 구성하고, 전기를 직접 동력으로 변환하는것보다 효율도 나쁘고, 구조도 복잡합니다)

무쏘뿔처럼 2023-11

아! 암모니아를 내연기관으로 사용하는 것으로 오해를 하신 것 같습니다.
개질하여 질소와 수소로 나누어 수소전지로 사용하는 개념입니다.
현재 같은 전기발전량으로 따졌을 때 암모니아에서 수소를 개질하는 비용을 제외하고는. 암모니아가 수소보다  생산성이 더욱 좋은 걸로 알고있습니다.
탄소 배출량도  적습니다
단지 암모니아가 독성에다가 가연성이라는 것이 문제이지만 허용농도가 높고 방제작업이 수월합니다.(대부분 암모니아 사용처에서 물로 방제 작업후 후처리)
발화온도가 높아 착화가 어렵고 폭발 한계가 좁아서 폭발 위험성도 수소보다 아주 작습니다.
암모니아 부식 관련 연구 개발도 많이 진행된 것으로  알고 있습니다
말씀하시데로 내연기관으로 사용한다고  하면 효과가 없지만 연료전지로 전기발전을 한다고 하면 경제성 더 있죠
단지 우리나라 특성상 이동거리와 밀집된 환경이 걸림돌 있겠죠
말씀하신 녹스 또한 발생이 없습니다.
해외에서는 이미 많은 연구와 개발을 이룬 상태 입니다. 국내에서도 일체화 모듈을 개발 했습니다.
단지 수소경제라고 하여 주목을 못 받고 있을 뿐 입니다.
처음에 수소경제 이야기 나왔을 때 주위사람들에게 수소보다 암모니아에 주목 하라고 햇습니다.
그때 당시에 놀림을 받았죠 당시 해외에서는 이미 암모니아 산업에 투자를 하고 있던 시간이였습니다.
여러모로 수소가 기반이지만 암모니아 사용용도가 수소보다 많습니다.
 요소수, 말씀 하신 녹스(질소 산화물)제거도 암모니아로 합니다. 농업(비료), 반도체,의료용 등등
밑 바탕에서 묵묵히 일해온 가스이지만 주목을 받지 못하죠

무아 2023-11

아... 왜 삭힌 홍어가 생각나죠? 츄릅... 하하.