수소에너지 무공해 미래 연료로 각광|자원 무한정…열량은 천연가스의 수십 배

중앙일보

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페르시아만 전쟁은 석유를 대신할 수 있는 대체에너지의 개발 필요성을 절감케 하고있다.
그동안 태양열이용·수력·풍력·조력발전 등 다양한 대체에너지원이 거론돼 왔지만 정작 실용화는 미진한 상태다. 이런 상황에서 최근 문 세대에너지원으로 국내·외 학자들의 각광을 받으며「수소에너지」가 등장하고 있다. 미국·영국·스위스 등에서는 수소에너지개발이 상당한 수준에 와있다.
수소에너지가 이처럼 큰 호응을 얻는것은 미래의 에너지가 갖춰야할 2가지 요건, 즉 자원의 무한정성·무공해라는 특성을 경비하고있기 때문이다.
즉 수소에너지의 원천은 물(H2O)속의 수소성분이고 이 수소는 산화하면 다시 물이 되는 까닭에 공해를 조금도 유발치 않는다. 게다가 수소는 열량 면에서도 기존의 천연가스나 도시가스등의 수십 배에 달하기 때문에 에너지효율 역시 탁월한 편이다.
실제로 수소는 이런 탁월한 에너지효율 때문에 로킷 등의 연료로 이미 사용되고 있지만 생산에 드는 비용이 엄청난 까닭에 산업·생활의 에너지로는 적절치 않다는 지적을 받아왔다. 그러나 최근 수소를 얻을 수 있는 다양한 기법들이 새롭게 개발되면서 경제성에 대한 평가 역시 긍정적으로 돌아서고 있다.
국내에서는 이미 수년 전부터 정부출연연구소·대학 등에서 다각적으로 개발에 착수, 최근 상당한 성과를 얻고 있다. 이들의 개발현장을 점검해 본다.
◇미생물을 이용한 수소제조=강원대 이현용 교수(생물공학)팀은 식물과 유사하게 광합성을 하면서 동시에 수소를 생산하는 로도슈드모나스라는 미생물을 소양 댐 근처에서 2년여 전에 채취해 유전공학기술을 이용, 이 균을 약간 개조한 결과 기존의 균보다 30%이상 수소를 더 얻을 수 있었다고 밝혔다.
이 교수는『로도슈드모나스균은 폐수 등을 먹고 자라는데 수소를 만드는 에너지원으로 태양광을 이용하기 때문에 수소제조에 드는 비용이 거의 없다』며 『최근 한꺼번에 10L정도의 균을 배양할 수 있는 배양 조를 완성했다』고 말했다.
특히 이 미생물에서 생산되는 가스의 90%이상이 수소 기 때문에 연료로서의 효율도 상당할 것이라고 이 교수는 추측하고 있다.
◇광 화학 법에 의한 수소제조=경북대 박룡태 교수(화학)팀은 최근 식물의 엽록체와 비슷한 구조를 가진 인공합성 물(클로로필 유도체)을 개발하는데 성공했다.
박 교수는 『식물의 엽록체가 광합성을 함으로써 산소를 생산하는데 이번에 개발된 인공엽록체는 수소를 생산하도록 변형된 것』이라고 말했다.
◇반도체에 의한 수소제조=한국과학기술연구원(KIST)조병원 박사(공정연구 부)팀은 최근 반도체를 이용, 외부로부터 에너지를 공급방지 않고 물을 전기분해 해 수소를 생산할 수 있는 반도체를 개발했다. 이 반도체는 손목시계 등에 장착된 태양전지와 비슷한 역할을 하는 것으로 티타늄 계통의 반도체다. 조 박사는『개발된 반도체가 물에서 녹슬지 않는 등 안정성은 뛰어나지만 기존의 실리콘·갈륨 계통의 반도체만큼 전기효율이 높지는 않은 실정』이라며『물에서 부식도 안되고 전기효율 역시 높은 반도체의 개발에 주력하고 있다』고 말했다.
◇열 화학 법에 의한 수소제조=동 자연 심규성 박사(연료연소연구실)팀은 여러가지화학물질들의 반응공정을 이용한 열 화학 사이클을 개발, 전기의 도움을 얻어 물로부터 수소를 뽑아내는 공정을 개발하고 있다. 그러나 심 박사는 『아직 경제성은 확보되지 않은 상태』라고 말했다.