2
부산메디클럽

미래 에너지 수소 생산·저장 기술 높여라

MIT, 광합성 모방 인공잎 수소·산소 분리해 전기생산

국내서는 고용량 저장기술인 마그네슘 나노복합체 개발

화석연료 대안 기대 '성큼'

  • 이진규 기자 ocean@kookje.co.kr
  •  |   입력 : 2011-04-06 20:19:16
  •  |   본지 21면
  • 글자 크기 
  • 글씨 크게
  • 글씨 작게
식물의 광합성 작용을 모방해 물에서 수소를 생산하고 나노물질을 이용해 효율적으로 저장하는 기술이 개발됐다. 사진은 햇빛을 받고 있는 나뭇잎.
수소는 온실가스와 다른 오염물질을 배출하지 않는 청정 연소 에너지로 화석연료의 대안으로 거론되고 있다. 수소가 연소 과정에서 배출하는 유일한 부산물은 물이다. 흔히 자동차 연료로 사용하는 휘발유와 비교해 수소는 경량인데다 에너지 밀도도 더 높다. 수소는 물을 전기 분해해 손쉽게 제조할 수 있으나 필요한 전기에너지에 비해 생산되는 수소에너지의 경제성이 낮아 대체전원 또는 촉매를 이용한 제조기술을 연구하고 있다.

수소에너지 이용의 또 다른 걸림돌이 저장이다. 수소를 휘발유처럼 연료로 이용하려면 안전하면서도 높은 밀도로 저장할 수 있어야 한다. 그러나 저장 재료의 한계로 수소에너지 이용은 어려움에 부닥쳐 있다. 최근 수소를 경제성 높게 생산하고 저장하는 신기술이 잇달아 개발돼 이런 한계를 넘어설 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

■'인공 잎'으로 수소 생산

수소를 저장한 마그네슘 나노결합체.
미국 MIT 연구팀은 최근 식물이 빛과 물을 에너지로 전환시키는 광합성 과정을 모방해 물을 분해하는 태양전지인 '인공 잎'을 개발했다. 포커 카드 크기에 이보다 훨씬 얇은 인공 잎은 실리콘, 전자기기, 촉매를 비롯해 화학반응을 가속화하는 물질로 이루어져 있다. 이 장치는 햇빛을 이용해 물을 두 가지 구성 원소인 수소와 산소로 분해해 전기를 생산한다.

인공 잎을 이용해 분해한 수소와 산소는 연료전지에 저장할 수 있다. 수소와 산소 모두 전기를 생산하는 데 사용된다. 인공 잎 태양전지는 4리터 정도의 물로 개발도상국 가정에서 하루에 소비하는 충분한 양의 전기를 생산할 수 있다. 인공 잎은 10여 년 전 미국 신재생에너지연구소의 존 터너가 최초로 개발했다. 이 장치는 광합성은 높은 효율성을 보였지만 비싼 희귀 금속으로 구성돼 있고 안정성이 낮아 시스템 수명이 하루를 넘기지 못했다.

MIT 연구팀이 개발한 인공 잎은 실리콘과 같은 저렴한 재료로 만들어졌으며 높은 안정성을 보여준다. 실험에서는 인공 잎 시제품이 효율의 감소 없이 최소 45시간 연속으로 작동했다. 이 인공 잎은 니켈과 코발트로 만든 촉매로 물을 수소와 산소로 분해하며 자연적인 잎보다 10배 이상 효율적으로 광합성을 할 수 있다.

■나노복합체로 고용량 수소 저장

프랑스 르노사에서 제작한 수소 연료전지 차량.
과학자들은 수소를 안전하게 저장하고자 고체로 저장하거나 반응성이 낮고 부피를 줄여 저장하는 방법으로 수소 저장 문제를 해결하려는 시도를 해왔다. 그러나 이런 고체 형태의 저장물질은 대부분 수소를 소량만 저장할 수 있었고 전반적인 에너지 효율을 높이려면 극한의 가열이나 냉각을 해야 한다. 최근 울산과학기술대 문회리 교수, 울산대 전기준 교수, 미국 에너지부 산하 로렌스 버클리국립연구소 제프리 어번 박사 연구팀은 현재 수소 연료전지에 사용하는 고압 수소탱크 방식보다 180% 더 많은 수소를 저장할 수 있는 '마그네슘 나노복합체'를 개발해 '네이처 머터리얼스'에 발표했다.

연구팀이 개발한 새로운 형태의 나노복합체는 5나노미터 크기로 상온에서 수소를 신속하게 흡수하고 방출할 수 있어 비용이 적게 들고 안전하다. 기존에 연료전지에 사용하는 고압 수소탱크는 수소를 액체로 만들어 저장해야 하기에 비용이 많이 들고 폭발 위험성이 있다. 연구팀은 나노복합체에 고분자 망을 씌워 산소나 물과 쉽게 반응해 수소 저장 능력이 떨어지는 마그네슘의 단점을 해결했다.
ⓒ국제신문(www.kookje.co.kr), 무단 전재 및 재배포 금지
국제신문 뉴스레터
국제신문 네이버 뉴스스탠드 구독하기
국제신문 네이버 구독하기
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1與 부산 총선 이끈 서병수 향후 거취에 쏠린 눈
  2. 2지역구는 與, 비례대표는 야당으로…서부산 교차투표에 진보정당 약진
  3. 3부산 동구에 신개념 실외·실내놀이터 잇단 개장
  4. 4구청장들 ‘남의 선거’ 개입 유죄라면?…“벌금100만원 이상일 땐 옷 벗을 수도”
  5. 5부산문화회관 신임 대표에 차재근
  6. 6부산 거주 외국인 10년새 1.5배로…범죄는 최근 감소세
  7. 7[뉴스 분석] 尹 “민심 겸허히 수용…하지만 국정방향은 옳았다”
  8. 8고영삼의 인생 이모작…한 번 더 현역 <49> ‘기회의 학숙’ 유판수 학숙장
  9. 9때이른 여름맞이 유통·호텔가 “바쁘다 바빠”
  10. 10남부내륙철·함양~울산 고속도로 국비 지원을
  1. 1與 부산 총선 이끈 서병수 향후 거취에 쏠린 눈
  2. 2지역구는 與, 비례대표는 야당으로…서부산 교차투표에 진보정당 약진
  3. 3[뉴스 분석] 尹 “민심 겸허히 수용…하지만 국정방향은 옳았다”
  4. 4野 부산 낙선 후보들 “시민 뜻 받들고 다시 시작”
  5. 5野 “반성은커녕 불통정치 일관” 與 “민생 더 챙기겠단 의지”
  6. 6남 박수영 "22대 국회 임기 내 오륙도트램 만들것"
  7. 7세월호 10주기…여야 지도부 추모로 한자리
  8. 8사하갑 이성권 "사하 인프라 대개발, 대립정치 타파 약속"
  9. 9日 외교청서 “독도 우리땅…징용 배상 수용 불가”
  10. 10연제 김희정 "저출생 재정적 지원, 교육돌봄 센터 추진"
  1. 1때이른 여름맞이 유통·호텔가 “바쁘다 바빠”
  2. 2소통 부서 전격 해체한 에어부산, ‘직장내 괴롭힘’ 논란까지 뒤숭숭
  3. 3K전투기 첨단엔진 독자 개발 나선다
  4. 443돌 서원유통 탑마트, 17일부터 과일 등 할인
  5. 5‘게임계 MIT’ 부산서 강의…글로벌 개발자 키운다
  6. 6환율 1400원 찍자 외환당국 이례적 구두 개입
  7. 7미래먹거리 전력반도체·수소 저장운송 기술수요조사
  8. 8주가지수- 2024년 4월 16일
  9. 9센텀2지구 도심융합특구 탄력 받았다
  10. 10양재생 신임 부산상의 회장 “가덕공항 조기개항 앞장”
  1. 1부산 동구에 신개념 실외·실내놀이터 잇단 개장
  2. 2구청장들 ‘남의 선거’ 개입 유죄라면?…“벌금100만원 이상일 땐 옷 벗을 수도”
  3. 3부산 거주 외국인 10년새 1.5배로…범죄는 최근 감소세
  4. 4고영삼의 인생 이모작…한 번 더 현역 <49> ‘기회의 학숙’ 유판수 학숙장
  5. 5남부내륙철·함양~울산 고속도로 국비 지원을
  6. 6거제 서일준 "가덕공항 배후도시 본격 준비"
  7. 7김해갑 민홍철 "동남권 광역순환철 추진 속도"
  8. 8김해을 김정호 "트램·터널…교통난 해소 주력"
  9. 9창원진해 이종욱 "KTX 진해역 꼭 유치하겠다"
  10. 10오늘의 날씨- 2024년 4월 17일
  1. 12명 퇴장 신태용의 인니, 카타르에 완패
  2. 2KCC 라건아 원맨쇼로 적지서 기선제압
  3. 3“수영 저변 확대로 부산연맹 자립 이루겠다”
  4. 4이정후 멀티히트·김하성 멀티출루
  5. 5첫승 목마른 태극낭자, 코르다 독주 막고 ‘메이저 퀸’ 도전
  6. 6KLPGA 최장코스 가야CC서 장타-정교함 대결
  7. 7참가선수 사상 첫 남녀 비율 동수…한국 금메달 6개 목표
  8. 8레버쿠젠 창단 120년 만에 우승
  9. 9펜싱 여자 플뢰레 세계청소년대회 3위
  10. 10셰플러 두 번째 그린재킷 입고 골프황제 등극
우리은행
  • 2024시민건강교실
  • 걷기축제
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내
스토리 박스