“무공해 에너지 각광 연료전지 수소 새면 오존층파괴 가능성”

미국항공우주국(NASA)가 위성사진을 이용해 만든 남극 상공의 오존 구멍 그래픽.-사진제공 NASA

차세대 무공해 에너지로 각광받고 있는 연료전지에서 수소가 새어나가 오존층을 파괴할 수 있다는 주장이 나왔다.

미국 캘리포니아공대(칼텍) 육 융 교수는 “연료전지가 현재 사용되는 화석연료를 대신해 널리 쓰일 경우 대기 중 수소가스가 크게 늘어나면서 오존층을 파괴해 남극과 북극의 오존구멍을 지금보다 확대시킬 것”이라고 과학잡지 ‘사이언스’ 13일자에 발표했다.

연료전지는 저장해 둔 수소를 대기의 산소와 반응시켜 물과 전기를 얻는 장치다. 물의 전기분해 과정을 거꾸로 돌린 것이다. 연료전지는 부산물이 물밖에 없어 공해 물질과 지구 온난화 가스를 배출하지 않는 데다 열효율이 기존 엔진보다 좋아 차세대 에너지로 각광받고 있다. GM, 도요타 같은 세계적인 자동차 회사들도 연료전지 자동차를 개발하고 있다.

그러나 융 교수팀은 연료전지의 가장 큰 문제는 에너지원인 수소가스를 만들거나 저장 또는 운반하는 중에 가스가 샐 수 있다는 점이라고 지적한다. 연구팀은 수소가스의 제조 및 운반 과정에서 10%의 가스가 샐 것으로 예상했다.

연구팀이 컴퓨터로 시뮬레이션을 한 결과 화석연료를 사용하는 모든 장치가 연료전지로 대체되면 대기의 수소가스 농도가 현재의 8배로 늘어날 것으로 예측됐다. 가벼운 수소가스는 하늘로 올라가고 성층권에서 산소와 만나 물이 된다.

물은 미세한 얼음 조각을 많이 만드는데 얼음 조각의 표면에서 오존이 잘 파괴돼 오존 구멍이 커지는 것이다. 연구팀은 남극의 오존구멍은 지금보다 7%, 북극의 오존구멍은 8% 더 커질 것으로 전망했다.

융 교수는 “수소가스가 새는 것을 최소한으로 줄일 수 있는 저장 및 운송 장치를 개발하면 오존층 파괴를 막을 수 있을 것”이라며 “오존층을 파괴하는 또 다른 주범인 염화불화탄소(CFC)의 농도도 낮춰야 수소가스에 의해 오존층 파괴가 가속화되는 것을 막을 수 있다”고 강조했다.

김상연 동아사이언스기자 dream@donga.com