물과 태양열 이용, 연료 얻는 자동차개발 한창

`태양열과 물을 이용해 연료 얻는 자동차''
만약 이런 자동차의 개발이 실현된다면 치솟는 유가때문에 더 이상 걱정을 하지않아도 좋을 것이다.

실제 미국등 선진국의 과학자들은 태양열-수소 동력자동차에 관한 기술을 몇년전부터 발표해왔다. 그러나 태양열을 이용해 물로부터 수소를 얻는 비용이 너무 비싸 상업화에는 어려움을 겪고 있다.

수소는 연소시킬때 물이 생성되기 때문에 전혀 공해가 발생하지 않는 청정연료다. 따라서 수소를 값싸게 얻는 기술적 방법만 확보된다면 공해와 에너지문제를 한꺼번에 해결할 수 있는 셈이다.

독일의 다임러-벤츠사는 지난해 5월 세계 최초로 수소자동차를 공개했다. 그런가하면 미국의 크라이슬러사와 포드사 등 세계 유수의 자동차회사들도 이런 종류의 자동차개발에 열을 올리고 있다. 이런 수소자동차는 내연기관 대신에 수소 연료셀을 이용하는 것으로 천연가스나 메탄올같은 화석연료로부터 나온 수소를 이용할 것으로 예상된다.

이런 류의 자동차도 공해발생을 크게 줄일 수 있다는 점에서 환경 친화적이긴 하나 환경에 좋은 가장 완전한 연구는 물로부터 수소를 얻는데 태양에너지를 이용하는 것이라고 과학자들은 지적하고 있다.

현재 수소를 얻는 방법으로는
전기분해를 이용하거나
탄화수소로부터 화학반응을 이용하고 있으나 비용이 많이 들고 효율성이 낮은 단점이 있다.

이로 인해 선진국의 화학자및 생화학자들은 태양에너지를 이용해 수소를 합성할수 있는 방법을 연구중이다. 특히 식물의 엽록체는 빛을 흡수해 물을 분해함으로써 수소이온과 전자를 만들어낼 수 있고 박테리아에 존재하는 수소발생효소는 이 수소이온과 전자를 이용해 수소를 만들 수 있기 때문에 물을 분해해 수소를 만들고 수소를 연소해 다시 물을 만드는 게 가능하다.

그러나 엽록체의 구성요소들과 수소발생효소는 단백질이기 때문에 쉽게 변성되는 치명적 단점을 갖고 있다. 과학자들은 이때문에 수소발생효소의 활성을 모방하는 촉매를 화학적으로 합성하기 위한 노력을 계속해왔다. 2년전에는 수소발생효소의 삼차원구조가 밝혀져 유사체합성에 중요한 전기를 제공하기도 했다.

한편 미국 일리노이 주립대학의 토마스 라우시퍼스박사 연구팀은 지난 8월 뉴올리언즈에서 열린 미국 화학회에서 수소발생효소의 활성부위를 모방한 화합물을 합성하는데 성공했다고 발표, `물로 가는 자동차''의 실현가능성에 대한 기대감을 높여주었다.

수소발생효소는 설파이드, 일산화탄소, 시안화이온등에 결합된 금속이온을 갖고이는 매우 독특한 효소다. 일산화탄소나 시안화 이온은 강한 독성을 갖고있다.

라우시퍼스박사팀은 이런 활성부위에 해당하는 화학적 구조를 거의 합성하는데성공했으나 아직은 촉매활성이 지속적이지 못한 한계를 갖고 있다. 즉 처음에는 수소가 합성되기 시작하지만 시간이 지나면서 곧 반응이 중단돼 버리는 것이다. 연구팀은 정확한 이유를 아직까지 파악하지 못하고 있으나 수소발생효소의 작용메커니즘이 밝혀지면 그들의 촉매를 더 효율적으로 만들수 있을 것으로 기대하고 있다.

라우시퍼스박사팀이 합성한 촉매는 걸음마단계에 불과하다. 그러나 과학자들은수천개의 원자로 구성된 효소의 활성작용을 불과 25개의 원자를 이용해 모방할 수있다는 것은 `물로 가는 자동차''의 상용화를 앞당기는데 중요한 연구성과로 평가하고 있다.