뉴스분석 - 수소에너지 상용화 난제 ‘저장문제’ 해결
뉴스분석 - 수소에너지 상용화 난제 ‘저장문제’ 해결
  • 김경환 기자
  • 승인 2005.04.08 00:00
  • 댓글 0
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경제·안전성 확보…획기적 평가
 0℃ 부근의 온도에서 수소 분자가 얼음 입자 내에 만들어진 나노 크기의 수많은 빈 공간으로 저장될 수 있다는 사실이 규명됨에 따라 수소에너지 상용화의 난제였던 저장문제가 해결될 전망이다.
KAIST 이흔 교수팀이 규명한 이같은 자연 현상적 수소저장 메커니즘은 세계경제가 수소경제체제로 전환을 앞두고 있는 시점에서 획기적 기술로 평가받고 있다.

미래의 거의 유일한 청정에너지인 수소에너지를 얼마나 잘 활용할 수 있느냐의 성공여부는 효과적인 저장 기술의 확보 여부에 달렸다. 그동안은 영하 252 ℃ 극저온의 수소 끓는점에서 수소 기체를 액화시켜 특별히 제작된 단열이 완벽한 용기에 저장하거나, 350 기압 정도의 매우 높은 압력에서 기체 수소를 저장하는 방법을 널리 사용해 왔다.
전세계 과학자들은 그동안 압축수소나 액화수소, 수소저장 합금, 탄소나노 재료등 새로운 수소 저장방법 개발에 몰두해 왔으나 비용 과다와 복잡한 시스템, 저장능력 한계 등의 어려움을 겪어왔다.

이번에 발표된 이흔 교수의 연구결과는 수소를 저장하기 위한 기본 물질로 물을 이용하기 때문에 매우 경제적이며 또한 친환경적인 수소 저장 방법이라 할 수 있다.
순수 물로만 형성된 얼음 입자에는 수소를 저장할 수 있는 빈 공간이 존재하지 않는다. 그러나 순수한 물에 미량의 유기물을 첨가하여 얼음 입자를 만들 경우 내부에 수많은 나노 공간을 만들게 된다. 바로 이 나노 공간에 수소가 안정적으로 저장되는 특이한 현상이 나타난다.

특히, 우리가 주목할 만한 사실은 쉽게 다룰 수 있는 영상의 온도에서 수소가 저장되고, 수소를 포함하고 있는 얼음 입자가 상온에서 물로 변할 때 저장된 수소가 자연적으로 방출된다는 것이다. 이번 기술을 활용하면 섭씨 3~4도의 상온에서도 수소를 저렴하고 안전하게 저장할 수 있게 된다.

이러한 수소의 저장과 방출이 짧은 시간 내에 단순한 과정으로 진행된다. 더욱이 수소를 저장하는 물질에 물을 사용함으로써 지금까지 알려진 저장합금이나 탄소나노튜브 등의 수소저장 재료와는 달리 거의 무한대로 얼음 입자를 반복해 활용할 수 있을 뿐만 아니라 필요시 방대한 얼음 입자로 이뤄진 공간에 수소의 대규모 저장이 가능하게 된다.

궁극적으로 물로부터 수소를 생산하고, 생산된 수소를 얼음 입자에 저장한 후 이를 최종 에너지원으로 이용하여 수소를 연소시키거나 연료전지에 사용하면 다시 수증기가 만들어지게 된다.
지구상에서 가장 보편적이고 풍부한 물질인 물로 이루어진 얼음 입자에 수소를 직접 저장할 수 있는 메커니즘이 밝혀짐에 따라 앞으로 미래 수소 에너지를 이용하는 수소자동차, 연료전지 개발에 획기적인 전기를 마련한 것으로 보인다.   ▶ 관련기사  10면

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