2학기 3120 장희수 미디어 융합 독서일지 2차
<기사링크>
https://www.dongascience.com/news.php?idx=56817
<어휘정리>
반응기: 원료물질을 화학적 반응을 통하여 성질이 다른 물질로 전환하는 설비로서 이와 관련된 계측, 제어 등 일련의 부속장치를 포함하는 장치
분리막: 전기가 통하지 않는 절연 소재의 얇은 막
<기사 요약>
국내 연구팀이 암모니아에서 99.99%의 고순도 수소를 뽑아내는 기술을 개발했다. 암모니아는 질소와 수소로 이뤄진 화합물로, 질소만 떼어내면 수소를 만들 수 있다. 질소를 떼어내기 위해 촉매를 이용한 분해 방식을 택한다. 연구팀이 개발한 반응기는 100도 정도의 온도에서 분해와 정제가 동시에 가능하다. ‘르 샤틀리에 원리’를 활용하면 분해 반응을 더욱 촉진해 낮은 온도에서 더 많은 분해와 정제가 가능하다.
<나의 의견>
먼저, 지금까지 수소가 어떤 방식을 만들어졌는지 알아보았다. 수소는 공기를 구성하고 있는 질소, 산소와 같이 냄새와 색깔이 없는 기체이다. 우주 질량의 70% 이상을 차지할 만큼 흔한 물질인데, 수소를 생산하는 방식으로는 크게 세 가지가 있다. 가장 대표적인 것이 석유화학 공정 과정에서 부가적으로 생산되는 부생수소를 이용한 방식이 있다. 쉽게 말해 정유 공장에서 나프타를 분해해 휘발유 경유 등을 뽑아내고 남은 부산물에서 발생하는 수소를 얻는 방식이다. 또한, 수소는 LNG, LPG 같은 천연가스의 화학적 자극을 가해서 얻을 수도 있다. 도시가스의 주성분인 메탄은 탄소와 수소로 이루어져 있기에 화학 반응을 통해 수소를 뽑아낼 수 있다. 도시가스와 수증기를 섞어 700도 이상의 고온에서 촉매 반응기를 통과시키면 도시가스에 있는 수소가 떨어져 나오는 방식이다. 다음으로 물에서 수소를 떼어내서 생산하는 방식도 있다. 물은 수소와 산소로 이루어져 있는데 전기를 가해주면 수소와 산소로 분리할 수 있다.
앞으로는 이산화탄소의 배출이 전혀 없는 청정에너지원의 비중이 늘어날 것으로 기대가 되는데, 에너지를 생산하는 과정에서도 환경문제는 없어야 한다는 게 세계적인 트렌드이다. 그래서 요즘에는 수소를 생산하는 방식에 따라 원래의 수소에는 색깔이 없지만, 그레이, 블루, 그린 수소처럼 수소에 색깔을 붙여서 구분하고 있다. 수소 생산 과정에서 이산화탄소가 배출되는 수소를 그레이 수소라고 한다. 여기에는 부생수소나 도시가스에서 수소를 추출하는 방식이 포함된다. 블루 수소는 그레이 수소를 만들 때 배출되는 이산화탄소가 대기 중으로 배출되지 않도록 별도로 포집하여 생산하는 수소의 색깔이다. 그레이 수소보다는 훨씬 친환경적이기 때문에 블루라는 깨끗한 색깔을 붙여준다. 마지막으로 그린 수소는 수소를 생산하는 원료 자체를 깨끗한 것으로 사용하는 것이다. 그린 수소는 물을 원료로 만드는 것으로, 환경적인 측면에서 가장 깨끗한 수소라고 말 할 수 있지만, 물을 전기 분해해서 생산할 수 있고, 재생에너지인 풍력과 태양광 등을 사용해야 한다는 제약 조건이 있다. 그래서 그레이 수소나 블루 수소에 비해 가격이 상당히 비싸다.
현재 그린 수소를 개발하는 비용을 정확히는 알 수 없으나 수소 1kg을 생산하는데 만 원 이상의 전기료가 들어간다는 계산이 있다. 그래서 정부 차원에서 그린 수소 생산 단가를 낮추려고 노력 중이다. 수소를 값싸게 생산할 수 있는 해외에서 수소를 액화시켜 가져와, 다시 기체화하려면 영하 253도까지 온도를 낮추는 고난도의 기술이 필요하기에 암모니아라는 해결책이 등장하였다.
암모니아는 수소를 저장하고 이동시키는 운반체로 수소에 비해 제조와 저장, 그리고 수송과정이 단순하고 비용도 저렴해서 경제성이 우수하다는 장점을 갖고 있다. 또한 폭발 가능성도 현저히 낮아서, 사용하는 데 있어 안전한 에너지원으로 여겨지고 있다.