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Jul 31, 2023

TU Freiberg 팀, 전해조에서 귀금속 재활용 공정 개발

재생에너지를 이용한 전기분해를 통한 크리스핀 모크리(Crispin Mokry) 수소는 에너지 전환의 핵심 요소로 간주됩니다. 촉매를 통해 물은 수소와 산소의 성분으로 분리됩니다.

크리스핀 웻

재생에너지를 이용한 전기분해를 통한 수소는 에너지 전환의 핵심 요소로 간주됩니다. 촉매를 통해 물은 수소와 산소의 성분으로 분리됩니다. 전기화학 반응에는 백금, 이리듐, 루테늄과 같은 귀금속이 촉매로 필요합니다. 이러한 금속의 재활용이 어떻게 향상될 수 있는지는 TU Bergakademie Freiberg가 참여하는 유럽 연구 프로젝트에서 3년 동안 조사되었습니다.

"전기분해 전지의 고가의 귀금속은 아직 유사한 효율적인 다른 재료로 완전히 대체될 수 없기 때문에 손실 없이 이를 회수하는 것이 과제입니다. 이상적으로는 환경 친화적인 처리를 사용하는 것입니다"라고 TU Freiberg의 프로젝트 리더인 Alexandros Charitos 교수는 설명합니다. 수명이 다한 촉매 물질의 보다 환경 친화적인 처리 팀은 소위 습식 야금 재활용 방법에 중점을 두었습니다. 여기에는 촉매 물질을 수용액으로 옮긴 후 가능한 한 순수한 고체 형태의 염이나 금속으로 회수하는 작업이 포함됩니다. "양성자 교환막 전해조(PEM 전해조)의 핵심인 귀금속에서 다양한 촉매층을 회수하려면 지금까지 에너지 집약적이고 잠재적으로 환경에 유해한 공정 단계가 필요했습니다. "Recycalyse 프로젝트에서 우리는 Lesia Sandig-Predzymirska 박사는 촉매층이 불소 함유 멤브레인에서 분리되는 재활용 공정을 설명합니다. 그런 다음 사전 농축된 촉매층의 귀금속은 보다 순하고 환경 친화적인 침출제로 재활용될 수 있습니다. "이것은 연구진은 "재료 순환을 닫기 위해 새로운 전기촉매 생산에 직접 사용할 수 있는 출발 물질을 생산한다"고 말했다.

이리듐과 루테늄으로 만들어진 새로 개발된 촉매는 전지 양극 측의 산소 발생 반응에 가장 효율적인 것으로 입증되었습니다. 안티몬이 도핑된 산화주석은 탄소 대신 금속을 위한 지지체 물질로 작용했습니다. Lesia Sandig-Predzymirska 박사는 "우리는 산업적으로 가치 있는 루테늄 복합체를 효율적으로 회수하기 위해 저가의 화학 물질을 사용하는 습식 야금 공정을 개발하고 특허를 받았습니다"라고 말했습니다. 루테늄 착물은 촉매 생산을 위한 화학 산업에서 사용될 뿐만 아니라 전자 산업, 의학, 생물학, 나노과학 및 태양 전지 생산과 같은 다른 많은 분야에서도 사용됩니다. 새로 개발된 개별 금속 이온 분리 공정과 함께 연구팀은 함유된 귀금속의 90% 이상에 대한 금속 회수를 달성했습니다.

물 전기분해로부터 수소를 저장하는 것이 에너지 전환을 위한 중요한 구성 요소이기 때문에 현재 전극 재료가 연구의 초점이 되고 있습니다. 재료의 효율성과 가용성 외에도 "Recycalyse" 프로젝트는 특히 순환 경제 측면에서 재활용 가능성에 중점을 둡니다. 덴마크 기술 연구소(Danish Technological Institute)가 주도하고 다른 9개 파트너(TU Bergakademie Freiberg, Fraunhofer ICT, Sustainable Innovations, TWI, Blue World Technologies, University of Bern, Prüfrex, HyCentA Research GmbH 및 Accurec)의 지원을 받습니다. 2023년 9월 말까지 "Recycalyse"는 보조금 협약 번호 861960에 따라 유럽 연합의 Horizon 2020 연구 및 혁신 프로그램에서 총 550만 유로의 지원을 받게 됩니다.

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