[안현정 선생님의 과학은 껌이다] Part 07.물과 수소 에너지

안녕하세요. 과학 교육 전문가 안현정입니다.
환경 보전에 대한 관심이 전 지구적으로 높아지면서 저탄소 녹색 에너지 산업이 주목을 받고 있습니다. 이번 시간에는 미래의 핵심 에너지로 주목받고 있는 수소에너지에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

물을 전기분해하면 수소와 산소로 분해됩니다. 과학은 흥미롭게도 대칭적인 성질을 가지고 있어 다시 수소와 산소를 결합하면 물을 만들어 낼 수 있습니다. 때문에 수소는 고갈 걱정 없이 만들어낼 수 있는 자원임과 동시에 이산화탄소 등 환경을 오염시키는 물질을 배출하지도 않아 친환경 녹색에너지의 핵심이 되었습니다.


수소에너지의 특징

1. 수소 1kg을 산소와 결합할 경우 무려 3만 5천 kcal의 에너지가 방출된다.

2. 같은 질량의 다른 연료인 부탄, 휘발유, 프로판가스, 등유, 경우 등과 비교했을 때
거의 3배에 가까운 에너지를 생산할 수 있다.

3. 수소에너지의 가장 큰 장점은 물로 만들 수 있고, 사용 후에도 물이 되기 때문에 환경오염이 없는 청정에너지 이다.

4. 자동차나 비행기는 물론, 수소 연료전지를 통해서 전기와 난방열까지 얻을 수 있어 모든 곳에서 사용한 만능에너지이다.

수소에너지의 이용 예- 수소 자동차

수소자동차는 수소연료전지를 통해서 움직이는 자동차이다. 일반 가솔린 자동차와 달리 수소를 연료로 하므로 배기가스의 주성분은 물이다. 수소자동차는 수소를 엔진에서 연소시키는 방식을 사용하기 때문에 배기가스의 청정도가 높다. 짧은 연료 충전 시간과 긴 주행거리 등의 장점도 갖췄다.

[수소 자동차의 장점]

1. 무공해
주행 중에 이산화탄소 배출이 없어 대기 오염에 거의 영향을 미치지 않는다.

2. 무한정
물에서 전기분해를 하면 무한정으로 얻을 수 있다. 사용 후에 다시 물로 재순환 된다.
수소에너지의 한계와 단점

수소에너지는 물의 전기 분해를 통해 얻을 수 있지만, 경제성을 고려하지 않을 수 없다. 분해에 이용되는 전기의 생산 비용이 수소 제조비용에 거의 배에 달하기 때문이다.

1. 현재 기술 수준에서는 천연가스 추출법에서 탄소가 배출되기에 친환경적이지 않다.

2. 일반주유소에 비해 10배가 넘는 비용이 드는 수소주유소 보급 등의 제도적 문제의 해결이 필요하다.

3. 폭발의 위험성이 크게 알려진 수소에 대한 안전 교육과 홍보를 통해 부정적인 인식의 개선 필요하다.
수소에너지의 전망

각국의 수소 에너지 개발 현황

우리나라도 수소에너지 개발에 있어 많은 관심과 노력을 기울이고 있다. 하지만 아직은 더 많은 시간과 노력이 필요한 시점이다. 수소에너지는 기술적, 경제적인 문제가 잇따르기 때문이다. 수소에너지 사용이 활발해질 경우 대기 오염 및 대기의 질을 개선할 수 있다고 보고 있다. 무한한 가능성과 친환경적인 장점을 가진 수소에너지의 개발과 보편화를 위해 소비자가 자발적으로 수소에너지를 사용할 수 있도록 요건을 만들고 가격과 성능 및 내구성을 고려해야 할 것이다.

출처= 이투스me 안현정 강사​​
동아닷컴 교육섹션 정민아 기자 mina@donga.com