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이산화탄소 배출 없이 수소를 만들어내는 '신소재'

조회수 2021. 4. 15. 08:40 수정
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스웨덴 LiU(린셰핑대학교) 연구진이 만들어낸 '입방 실리콘 카바이드(3C-SiC)'
출처: LiU

수소가 만들어질수록 이산화탄소가 배출된다!

물을 전기분해하면 수소가 나온다. 이것이 바로 수소를 생산하는 '수전해 방식'의 기본 개념이다. 그런데 물을 전기분해하기 위해서는 전기와 촉매(화학반응의 속도를 증가시키는 물질)가 필요하다. 결국 수소를 만들어내기 위해 상당한 에너지와 비용이 들어간다는 얘기이다.


이제 수소에너지의 시대가 왔고 그동안 수소를 만들어내는 기술도 크게 발전해왔다. 그러나 수소에너지의 상용화를 위해 에너지와 비용의 문제를 해결해야 한다. 또한 친환경 에너지를 얻기 위해 다시 전기를 사용해 이산화탄소를 배출시키는 것은 전체 환경적인 측면에서 제자리 걸음이나 다름 없다.

출처: LiU

오늘날 가장 일반적으로 수소를 생산하는 것은 화석 연료를 의존하는 것이다. 따라서 수소를 만들어내면 낼수록 이산화탄소는 배출된다. 자료에 따르면 1톤의 수소가 만들어질 때 9~12톤의 이산화탄소가 배출된다.


이같은 문제를 해결하기 위해서는 수소를 만들어내는 또 다른 친환경 기술이 반드시 필요하다. 최근 스웨덴 LiU(린셰핑대학교) 연구진은 수소를 만들어내는 수전해 방식에서 이 문제를 해결할 수 있는 새로운 친환경 기술을 개발해 주목을 받고 있다. 

출처: LiU

전기 없이 태양에너지만으로 수소가 만들어진다

연구진이 ACS Nano 학술지에 공개한 정보에 따르면 이들은 수전해 설비에 꼭 필요한 '전기'와 '촉매'를 모두 대체할 수 있는 신소재를 개발했다. 연구진은 이 소재의 이름을 '입방 실리콘 카바이드(3C-SiC)'로 명명했다.


'나노 다공성 물질'로도 불리는 이 소재는 매우 작은 기공 구조로 되어 있으며, 스스로 태양 에너지를 받아 물 분자를 분해해 이산화탄소 배출 없이 수소를 만들어낼 수 있는 것이 특징이다. 즉, 전기의 도움 없이 햇빛을 받아 스스로 물을 분해해 수소를 발생시키는 신소재다.


출처: LiU

태양에너지의 도움으로 물 분자를 분해해 수소를 생산하는 것은 이산화탄소 배출 없이 재생 가능한 자원을 사용하여 수소를 공급할 수 있는 매우 훌륭한 친환경 기술이다. 이 기술의 가장 큰 장점은 태양에너지를 저장이 가능한 연료로 변환할 수 있다는 것이다.


태양에너지를 전기에너지로 저장해서 사용하는 방식도 훌륭하지만, 태양에너지를 석유나 디젤과 같은 기존 연료와 동일한 방식으로 저장 및 운송하는 방식은 에너지의 사용성 측면에서 더욱 혁신적인 것이라고 할 수 있다. 

출처: LiU

앞으로의 과제는 기존 수전해 방식과 비교해서 에너지 생산 효율성을 증가시키는 것이다. 앞으로 수소에너지의 대중화를 위해 힘쓰는 LiU 연구진들의 연구 성과에 계속 주목해주길 바란다. 

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