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태양광 이용 수소생산 인공잎 개발

전문가 제언: ○ 수소를 만드는 데 들어가는 에너지를 고려하면 수소는 에너지원이 아니라 에너지를 저장하고 이용하는 운반체에 불과하다고 지적하고 있다. 그러나 신기술이 속속 등장하고 있고 더욱 저비용 효율적인 수소를 생성할 수만 있으면 수소는 가까운 미래의 에너지로 등장할 것이다. 수소는 물(H2O)과 공기 중에 있고 수소를 산화시켜 열을 생산할 수 있고 공해도 없으니 일견 꿈의 에너지라 할 수 있다.

○ 물에서 수소 생산이 가능한 방법은 전기분해, 미생물에 의한 생화학반응 그리고 고온에서의 열을 이용한 생산 등이다. 이 중 생화학반응 방법과 전기분해 방법은 현재 기술로는 매우 비효율적이다. 고온의 열을 이용하는 방법이 현재 산업적으로 고려되고 있는 방법이다. 이 방법은 500~600oC 정도의 열원이용방법과 800~900oC 정도의 열원을 이용하는 두 가지 방법으로 나누어지며 800~900oC 방법이 500~600oC 방법보다 훨씬 그 수소 생산효율이 높다.

○ 고온의 열에 의한 생산방법으로 수소를 얻는 경우는 '열-화학(수소)-열'의 과정으로 최초의 열에너지가 수소의 화학적 에너지로 전환된 다음 자동차 엔진, 주방기기 등에서 열에너지로 전환되는 과정을 겪게 된다. 무공해/저공해라는 수소 이용의 장점과 효율성을 고려할 경우, 최초의 열 에너지원으로 기존 화석연료가 아닌 에너지원이 바람직하게 된다.

○ 수소의 장점은 (1) 물에서 수소를 얻을 수 있고, (2) 비교적 에너지 저장 율이 높고, (3) 에너지를 얻는 과정에서 오염물질이 거의 배출되지 않고, (4) 연료전지의 경우 에너지효율이 상당히 높고, (5) 수소는 우리가 많이 쓰는 LPG나 LNG에 비해 안전하다.

○ 제러미 리프킨 교수는 2002년 그의 저서 ‘수소경제’에서 2020년이면 세계 석유생산이 감소하고 그 대안으로 수소 에너지가 대세를 이룰 것이라 예견하며 ‘수소경제’를 주창했다. 우리나라 정부도 2005년 ‘수소경제마스터플랜’을 발표해 2040년까지 최종 소비에너지 가운데 수소에너지 비중을 15%로 높이기로 했다. 이를 위해 연구개발에 발차를 가할 필요가 있다.

저자: Yutaka Amao, Ayumi Hamano, Kaori Shimizu
자료유형: 학술정보