물은 우리도 잘 알듯이 H₂O 이며, 이 둘을 분해하면 수소와 산소로

된다. 그리고 수소는 충분히 훌륭한 연료가 되며, 연료가 된 후에는 다시 물이 된다.

가장 잘 폭발한다는 안전성 문제만 제외하면 아주 깔끔한 연료인 셈.

하지만 수소를 상용화하는 데에 가장 큰 문제점은 바로 수소를 만드는 거 자체가 더

많은 에너지가 들기 때문이다.

가장 간편한 방법은 전기분해인데, 전기세가 기름값보다 더 비싼 게 현실이다.

(화력발전의 경우 석유를 때서 그 에너지의 대부분은 열로 날아가고 일부분만

전기로 변환된다. 100만큼의 일할 수 있는 에너지의 석유를 때서 30만큼 일할 수

있는 에너지의 전기로 다시 20만큼 일할 수 있는 수소 만드는 꼬라지인데, 전기가

꼭 필요하지 않는 자동차의 경우 그냥 석유 쓰는 게 낫다.)

에너지 보전의 법칙상 세상에 공짜는 태양에너지 말고는 거의 없다고 봐야 한다.

투입한 만큼의 (실제는 그것보다 더 작은) 에너지만 얻을 수 있는 거다.

수소가 불이 붙어서 나오는 에너지는, 수소와 산소가 따로 있을 때 갖고 있던 에너지를

둘이 결합하면서 방출하는 에너지이며, 물을 다시 수소와 산소로 만들려면 둘이 결합할

때 방출한 에너지만큼을 다시 보충해줘야 한다. (각각 집을 갖고 있던 남녀가 결혼해서

집 한 채 남는다고 팔아서 이익을 얻었지만, 나중에 갈라서면 다시 집 한 채가 필요해서

집을 더 사야 하는 것처럼)

아래 기사의 맹물 자동차는 불펜의 빛둥님의 말씀에 의하면, '수소의 힘으로 가는 자동차가

아니라 금속 분말의 산화력으로 가는 거다.'

물을 수소와 산소로 분해시켜주는 신비의 금속 분말. 그걸로 100원어치의 석유와

맞먹는 수소를 생산시켜준다는데, 그 금속분말을 만드는 데 드는 돈이 100만원이라면?

걍 석유 쓰는 게 낫다.

물에서 산소를 빼앗아 스스로와 결합시킨 후 수소만 남긴 저 금속 분말. 산소와 결합했으니

더 이상 물에서 산소를 빼앗지 못할테니 (배가 불렀거든) 다시 쓰려면 산소와 분리시켜

줘야 한다. 그 에너지는?

기사에서 희망사항으로 얘기한 공짜로 쓸 수 있는 태양에너지와 같은 걸로 재생해내지

못한다면, 저건 그저 눈속임에 지나지 않는다.

뭐 원자력 발전이 많이 늘어나거나 핵융합 발전이 상용화되어 전기값이 석유값보다

훨씬 싼 날이 온다면 또 얘기는 달라지겠지만, 아직 요원하다.

에너지 분야를 볼 때마다 느끼는 것.

에너지의 총합은 변하지 않는다는 에너지 보존의 법칙. 즉, 어디서 갑자기 없던

에너지가 생기지 않는다는 것.

그리고 에너지의 형태는 사용하기 힘든 것으로 변한다는 엔트로피 증가의 법칙. 즉,

쓸 만한 에너지는 갈수록 줄어든다는 것.

참 거대한 장벽으로 느껴진다.


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[Save Earth Save Us] “맹물 자동차 10년 내 만들어 내겠다”

‘물로 수소 생산’ 특허 받은 강정구 KAIST 교수

기름 대신 맹물로 가는 자동차가 있다면 어떨까. 연료탱크에 기름 대신 물을 채우고,

물에서 뽑아낸 수소로 엔진을 돌리는 자동차라면 매연도 없고 지구온난화를

일으키는 온실가스도 내뿜지 않는다.

위험한 고압 수소탱크를 싣고 다니지 않아도 되고 주유소에서 수소를 공급할 필요도

없다.

꿈 같은 얘기로 들리지만 10년 후에는 이런 자동차가 거리를 돌아다닐 수도 있다.

대전 KAIST 신소재공학과 강정구(40·사진) 교수는 5년 내에 수소로 달리는 자동차를 만들고,

10년 내에 상용화하겠다는 목표를 가지고 있다.

최근 에너지관리공단 신재생에너지센터가 제시한 연구개발 로드맵에서도 10년 내에 수소 생산·저장 기술을

개발할 수 있을 것으로 전망했다.

10여 년간 이 분야를 연구해 온 강 교수는 올 2월 정부로부터 ‘젊은 과학자 상’을 받았다. 그는

“앞으로 무공해 수소자동차 시장이 연간 150조원 규모로 성장할 전망”이라며 “누가 선점하느냐를

놓고 각국의 연구팀들이 전쟁을 벌이고 있다”고 말했다.

이명박 대통령은 8·15 경축사에서 “비록 탄소시대(석유·석탄 같은 화석연료를 사용하는 시대)에는

선진국에 뒤졌지만 다가올 수소시대에는 앞서 나가야 한다”며 “친환경 고효율 ‘그린 카’를 신성장

동력산업으로 중점 육성하겠다”고 밝혔다.

◇ 물에서 수소 생산 = 26일 강 교수는 실험실을 찾은 기자에게 물에서 수소를 뽑아낼 수 있다는 걸 간단한

실험으로 보여줬다. 그는 물이 든 시험관에 메주콩만 한 은색 덩어리 하나를 떨어뜨렸다.

2~3초 후 덩어리에서 작은 공기방울이 솟아나기 시작했다. 10여 초가 지나자 공기방울이 거세게 솟아났고

시험관 전체가 공기방울로 뿌옇게 흐려졌다. 물에서 직접 수소가 만들어진 것이다.

원리는 비교적 간단하다. 강 교수가 시험관에 넣어 준 은색 덩어리는 카드뮴·니켈 같은 금속 분말을 얇은

막으로 둘러싼 ‘캡슐’이다. 캡슐 껍질이 녹으면서 금속이 물과 직접 반응한다. 물분자(H2O)에서 산소(O)를

잡아먹고 수소(H2)를 내뿜는 산화반응이 일어나는 것이다. 이 기술은 6월에 국내특허를 받았고, 국제특허도

출원했다. 지금까지는 특허 때문에 비밀리에 연구해 왔지만 특허를 받으면서 자연스럽게 이를 공개하게 됐다.

◇ 수소 저장기술이 과제 = 기름 대신 수소엔진·수소연료전지로 움직이는 자동차는 이미 나와 있다.

하지만 정말 맹물로 가는 수소자동차가 나오려면 ▶수소 발생 속도를 높이는 기술 ▶수소 저장기술

▶금속 분말 재생기술이 개발돼야 한다.

현재 강 교수는 초당 2g의 수소를 배출하는 기술을 갖고 있다. 앞으로는 금속 캡슐의 크기를 줄여 초당 7g씩

배출하는 기술을 개발할 계획이다. 초당 7g이면 장갑차까지 움직일 수 있다.

수소 저장기술은 발생된 수소를 일단 고분자 화합물이나 탄소나노튜브 등에 저장하는 기술이다.

차량의 운전 상태와 무관하게 일정한 수소가 공급되도록 하는 데 필요한 기술이다.

금속 분말 재생기술은 태양광·풍력 같은 신재생에너지로 산화된 금속 분말을 다시 쓸 수 있도록 재생하는

것이다. 강 교수는 “30㎏의 금속 분말을 싣고 다섯 시간 동안 500㎞를 달릴 수 있는 기술을 내놓겠다”고

자신감을 내보였다.

◇ 녹색 성장 기술=강 교수는 다음달 9일 KAIST의 EEWS기획단

(Energy, Environment, Water and Sustainability Initiative, http://eews.kaist.ac.kr)이 주최하는

‘EEWS 2008 국제 워크숍’에서 이 같은 내용을 발표한다.

워크숍에는 미국 MIT·칼텍 등 외국 유명 대학 교수와 국내 대학·기업·정부 출연 연구기관의 최고 전문가가

참여한다. KAIST 연구팀 가운데 안병태 교수는 태양전지 분야, 배중면 교수는 연료전지 분야의 연구 동향을

소개할 예정이다.

[중앙일보] 강찬수 기자 2008.08.29