이 새로운 전기화학 공정 덕분에 태양열을 이용한 수소 생산이 이제 현실이 되었습니다.

특히, 청정 에너지를 생성하는 것은 어려운 작업일 수 있으며, 일부 시나리오에서는 애초에 이를 사용하는 이점이 크게 줄어들 수 있습니다.

Solar-powered hydrogen production has been a goal of engineers for decades, but the task has proven expensive and very difficult to complete, causing the science to fall behind other ways to produce green energy, such as solar and geothermal options.

태양열을 이용한 수소 생산은 수십 년 동안 엔지니어들의 목표였지만, 이 작업은 비용이 많이 들고 완료하기가 매우 어려운 것으로 입증되어 과학이 태양열 및 지열 옵션과 같은 녹색 에너지를 생산하는 다른 방법에 뒤처지게 되었습니다.

This month marks a major development in this research as a team of engineers based out of the EU introduced an electrochemical plastic recycling process that produces hydrogen as a clean byproduct. Here's what you need to know

이번 달에는 EU 출신의 엔지니어 팀이 깨끗한 부산물로 수소를 생산하는 전기화학 플라스틱 재활용 공정을 도입함에 따라 이 연구에서 중요한 발전이 이루어졌습니다. 당신이 알아야 할 사항은 다음과 같습니다

Notably, creating clean energy can be a difficult task that, in some scenarios, heavily reduces the advantage of using it in the first place. Systems like solar panels and wind farms can cost a lot to set up, monitor, and maintain. Additionally, they require lots of space and often rely on older manufacturing methods that aren't green to produce. This research seeks to transform this paradigm, keeping the production methods and strategies in line with the overall goal of achieving clean energy.

특히, 청정 에너지를 생성하는 것은 어려운 작업일 수 있으며, 일부 시나리오에서는 애초에 이를 사용하는 이점이 크게 줄어들 수 있습니다. 태양광 패널이나 풍력 발전소 같은 시스템은 설치, 모니터링, 유지 관리하는 데 많은 비용이 들 수 있습니다. 또한 많은 공간이 필요하며 친환경적이지 않은 오래된 제조 방법에 의존하는 경우가 많습니다. 본 연구는 청정 에너지 달성이라는 전반적인 목표에 맞춰 생산 방법과 전략을 유지하면서 이러한 패러다임을 변화시키고자 합니다.

Plastic Waste

플라스틱 폐기물

Levels of plastic waste have hit historic proportions globally. Already in 2024, analysts predict 220M tonnes of plastic waste will be produced. Sadly, only around 10% of this waste will ever make it to a recycling plant. Consequently, the remaining 90% of waste sits in landfills, waterways, and on city streets.

플라스틱 폐기물의 수준은 전 세계적으로 역사적인 비율에 도달했습니다. 분석가들은 이미 2024년에 2억 2천만 톤의 플라스틱 폐기물이 생산될 것으로 예측합니다. 안타깝게도 이 폐기물 중 약 10%만이 재활용 공장으로 보내집니다. 결과적으로 폐기물의 나머지 90%는 매립지, 수로, 도시 거리에 쌓입니다.

Could Get Worse

상황이 악화될 수 있음

According to environmentalists and researchers, the plastic waste dilemma is only going to get worse in the coming years. For one, every year provides improved production capacity, resulting in more use and waste.

환경론자들과 연구자들에 따르면, 플라스틱 폐기물 딜레마는 앞으로 더욱 악화될 것입니다. 첫째, 매년 생산 능력이 향상되어 더 많은 사용과 낭비가 발생합니다.

Plastic Dangers Intensify

플라스틱 위험이 심화됨

Over time, plastic breaks down into harmful byproducts that can result in health issues like cancer and antibiotic resistance, in addition to the obvious environmental impacts. Tiny plastic pollutants have been found in the food chain.

시간이 지남에 따라 플라스틱은 유해한 부산물로 분해되어 명백한 환경 영향 외에도 암, 항생제 내성과 같은 건강 문제를 일으킬 수 있습니다. 먹이사슬에서 작은 플라스틱 오염물질이 발견되었습니다.

Notably, a large portion of this plastic waste includes polystyrene, which is the product that engineers targeted for their carbon recycling strategy that led them to the solar-powered hydrogen production strategy.

특히 이 플라스틱 폐기물의 상당 부분에는 폴리스티렌이 포함되어 있는데, 이는 엔지니어들이 태양열을 이용한 수소 생산 전략으로 이어진 탄소 재활용 전략의 목표로 삼은 제품입니다.

Carbon Recycling Seeks to Reduce Waste

탄소 재활용은 폐기물 감소를 추구합니다

There are currently many different recycling methods available to help reduce waste. One of the most celebrated and effective is carbon recycling. This strategy revolves around breaking down waste and using it to create new materials that can then be used in other manufacturing processes.

현재 폐기물을 줄이는 데 도움이 되는 다양한 재활용 방법이 있습니다. 가장 유명하고 효과적인 것 중 하나는 탄소 재활용입니다. 이 전략은 폐기물을 분해하고 이를 사용하여 다른 제조 공정에 사용할 수 있는 새로운 재료를 만드는 데 중점을 두고 있습니다.

The goal of carbon recycling is to eliminate waste one day by transforming useless plastic waste and giving it new life in the form of early-stage industrial material. Here are the most common types of carbon recycling in use today.

탄소 재활용의 목표는 쓸모없는 플라스틱 폐기물을 변형시켜 언젠가는 폐기물을 제거하고 초기 산업 소재의 형태로 새로운 생명을 불어넣는 것입니다. 오늘날 사용되는 가장 일반적인 유형의 탄소 재활용은 다음과 같습니다.

Electrochemical Degradation

전기화학적 분해

Electrochemical degradation uses a mix of certain chemicals and varying electrical charges to separate and create new chemical bonds within the waste plastic. This method requires a lot of electricity to successfully break down the chemical bonds and leave smaller, more useful molecules.

전기화학적 분해는 특정 화학물질과 다양한 전하의 혼합을 사용하여 폐플라스틱 내에서 새로운 화학 결합을 분리하고 생성합니다. 이 방법을 사용하면 화학 결합을 성공적으로 분해하고 더 작고 유용한 분자를 남기려면 많은 전기가 필요합니다.

Biodegradation

생분해

Biodegradation is another form of carbon recycling that has grown in popularity over the last few years. This method incorporates living organisms like fungi and bacteria.  These microorganisms feed off plastic waste on a molecular level which releases the carbon and oxygen molecules.

생분해는 지난 몇 년 동안 인기가 높아진 또 다른 형태의 탄소 재활용입니다. 이 방법에는 곰팡이 및 박테리아와 같은 살아있는 유기체가 포함됩니다. 이 미생물은 탄소와 산소 분자를 방출하는 분자 수준에서 플라스틱 폐기물을 공급합니다.

This approach has the advantage of not requiring massive amounts of electricity or dangerous chemicals. However, it can be slow, and there is no way to fully determine how long the breakdown process will take as environmental conditions and other factors could affect the microorganism's performance.

이 접근 방식은 막대한 양의 전기나 위험한 화학 물질이 필요하지 않다는 장점이 있습니다. 그러나 속도가 느릴 수 있으며 환경 조건 및 기타 요인이 미생물의 성능에 영향을 미칠 수 있으므로 분해 과정이 얼마나 오래 걸릴지 완전히 결정할 방법이 없습니다.

Thermal Decomposition

열분해

Thermal decomposition utilizes heat to break down the molecular bonds and free up carbon molecules using a process called pyrolysis. This method generates heat, steam, and electricity, which can be used to offset manufacturing requirements. Thermal decomposition provides low emissions, reduces air pollutants, and can produce bio-oil, carbon fibers, and many other valuable products.

열분해는 열분해라는 과정을 통해 열을 활용하여 분자 결합을 분해하고 탄소 분자를 자유롭게 합니다. 이 방법은 열, 증기 및 전기를 생성하여 제조 요구 사항을 상쇄하는 데 사용할 수 있습니다. 열분해는 낮은 배출을 제공하고 대기 오염 물질을 줄이며 바이오 오일, 탄소 섬유 및 기타 여러 귀중한 제품을 생산할 수 있습니다.

Hydrogen from Solar Panels Study

태양광 패널의 수소 연구

This month a team of engineers from Friedrich Wöhler Research Institute for Sustainable Chemistry in Göttingen published a study in the journal Angewandte Chemie, detailing a new electrochemical process that requires minimal energy and doesn't produce any harmful byproducts.

이번 달 괴팅겐에 있는 지속 가능한 화학을 위한 프리드리히 뵐러 연구소(Friedrich Wöhler Research Institute for Sustainable Chemistry)의 엔지니어 팀은 Angewandte Chemie 저널에 최소한의 에너지만 필요하고 유해한 부산물을 생성하지 않는 새로운 전기화학 공정을 자세히 설명하는 연구 결과를 발표했습니다.

The method relies on a process known as Iron electrocatalysis, which stimulates the materials and aids in degradation. The study specifically reviews using an electrocatalytic method to provide a more efficient degradation of polystyrenes. The engineers successfully proved that converting waste plastic into industrial material like monomeric benzoyl products was possible, creating hydrogen as a bi-product along the way.

이 방법은 물질을 자극하고 분해를 돕는 철 전기촉매라고 알려진 공정에 의존합니다. 이 연구에서는 전기촉매 방법을 사용하여 폴리스티렌을 보다 효율적으로 분해하는 방법을 구체적으로 검토합니다. 엔지니어들은 폐플라스틱을 모노머 벤조일 제품과 같은 산업 자재로 전환하는 것이 가능하고 그 과정에서 부산물로서 수소를 생성하는 것이 가능하다는 것을 성공적으로 입증했습니다.

Test

시험

The testing began with engineers attempting to convert plastic waste on a gram scale. Specifically, the team created an iron porphyrin complex that could cycle between different oxidation steps, enhancing the polystyrene degradation process.

테스트는 엔지니어들이 플라스틱 폐기물을 그램 단위로 변환하려는 시도로 시작되었습니다. 특히, 팀은 다양한 산화 단계 사이를 순환할 수 있는 철 포르피린 복합체를 만들어 폴리스티렌 분해 과정을 향상시켰습니다.

Results

결과

The testing proved that the researchers could successfully create hydrogen using this method alongside a host of other helpful industrial materials, such as benzoic acid, which is found in many preservatives, and benzaldehyde. Notably, they had not set out to produce hydrogen at all but rather to showcase the efficiency of their low-energy carbon recycling method.

테스트를 통해 연구원들은 많은 방부제에서 발견되는 벤조산 및 벤즈알데히드와 같은 다른 유용한 산업 물질과 함께 이 방법을 사용하여 수소를 성공적으로 생성할 수 있음이 입증되었습니다. 특히 그들은 수소 생산을 전혀 시작하지 않았고 오히려 저에너지 탄소 재활용 방법의 효율성을 보여주기 위해 노력했습니다.

Benefits

이익

There are a lot of different benefits that this research brings to the markets. For one, the process is entirely Iron-based. Iron isn't rare and can be found all over the world. This readily available ingredient is easy to obtain, inexpensive, and available in mass quantities.

이 연구가 시장에 가져오는 다양한 이점이 있습니다. 우선, 프로세스는 전적으로 철 기반입니다. 철은 희귀하지 않으며 전 세계 어디에서나 찾을 수 있습니다. 쉽게 구할 수 있는 이 성분은 구하기 쉽고, 저렴하며, 대량으로 구입할 수 있습니다.

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