Thermochemical cycle 열화학사이클 에너지공학

1. Cu-Cl Thermochemical Cycle

Cu-Cl 열화학 사이클은 청정 수소 생산을 위한 고온 열화학 사이클 중 하나로, 구리(Cu)와 염소(Cl)를 주요 반응 물질로 한다. 이 사이클은 고온에서 발생하는 여러 화학적 반응을 통해 물을 분해하여 수소를 생성할 수 있는 메커니즘을 제공한다. Cu-Cl 사이클의 장점은 상대적으로 낮은 에너지를 필요로 하며, 이론적으로 수소 생산 과정에서 이산화탄소와 같은 온실가스 배출이 없는 점이다. 이 사이클은 세 가지 주요 단계로 구성되며, 각 단계는 서로 다른 온도와 화학적 변화를 수반한다. 첫 번째 단계는 구리 산화물의 열분해로, 고온에서 구리(I) 산화물(Cu2O)을 구리(Cu)와 산소(O로 분해하는 과정이다. 이 반응은 일반적으로 900°C 이상의 온도에서 진행되며, 산소가 생성된다. 두 번째 단계에서는 구리 금속이 염소와 반응하여 구리(I) 염화물(CuCl)이 생성된다. 이 반응은 상대적으로 낮은 온도에서 발생하며, 300-600°C의 범위에서 효율적으로 진행된다. 세 번째 단계에서는 구리(I) 염화물이 열분해되어 수소(H와 다시 구리(I) 산화물이 생성된다. 이 단계에서 수소가 생성되는 만큼, 검증 가능한 수소 생산 경로가 확립된다…(생략)