수소에너지?

수소에너지( 水素에너지, hydrogen energy)란 수소의 형태로 에너지를 저장하고 사용할 수 있도록 한 대체에너지이다.  수소는 연소시켜도 산소와 결합하여 다시 물로 환원되므로 배기 가스로 인한 환경 오염이 없기 때문에 수소 가스의 제조ㆍ저장ㆍ사용의 각 단계에서 새로운 기술이 개발되고 있다.  수소는 물을 전기분해하면 쉽게 얻어지나 발전효율은 최고 40%정도이고, 열에너지의 약 30%만이 수소에너지로 전환된다. 그래서 효율을 올리는 방법으로 열화학 분해법이 자주 적용되고 있다. 이것은 화학반응의 평형이 온도에 따라서 깨지는점을 이용하여 온도가 다른 2개의 열원을 사용해서 물을 분해하는 방법이다. 수소 가스의 저장법으로는 금속 산화물에 흡착시키는 방법이 오늘날 가장 유망하다. 마그네슘을 비롯하여 금속 중에는 수소를 잘 흡수하는 금속수산화물이 들어 있는데, 이를 수소저장합금이라고 한다. 이 합금은 일정량의 열을 가해서 압력을 감소시키면 흡수한 수소를 다시 방출하는 성질이 있다. 따라서 수소를 잘 흡수하는 금속분말에 흡착시켜 수송하거나 저장하기란 그리 어려운 문제가 아니다. 이 방법을 쓰면 가스를 저장하는 경우보다 1/3~1/5정도로 부피를 줄일 수 있고, 폭발될 염려도 없다. 수소에너지는 주로 연료전지(fuel cell)를 써서 사용한다. 연료전지는 연료에너지를 전기에너지로 변화시킬 때 연료와 공기를 전극 표면에서 산화반응시켜 그 반응에 따라 얻어지는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변화하는 것이다. 화학에너지를 일단 열에너지로 변화시키므로 열기관을 사용하여 전기에너지로 바꾸는 보통의 발전 방식에 비해서 간단하고 효율적이다. 수소에너지는 석유를 연료로 삼는 모든 엔진과 석유를 열원으로써 쓰는 모든 연료분야에서 사용할 수 있다. 이미 1956년에 액체수소를 로켓 연료로 사용하기 위한 연구가 시작되었고, 아폴로 우주선의 새턴5형 로켓, 스페이스셔틀에서는 엔진용 연료로서 실용화되었다. 수소에너지를 이용한 수소자동차ㆍ수소비행기도 각국에서 경쟁적으로 개발한고 있으나, 아직 수소의 가격이 비싸 실용화 단계는 시일이 걸릴 것으로 전망되고 있다.   장     점 단     점    수소에너지는 공해물질이 배출되지 않아 대안에너지의      가장 이상적인 매개체라 할 수 있다.    수소를 얻을 수 있는 원료로 물이 풍부하게 존재하고,      여러 가지의 1차 에너지를 사용하여 제조할 수 있다.      따라서, 자원적으로 제약을 받지 않는다.    수소가 연소되거나 전기로 변환되어 산출된 물은 환경에      완전 무해하고 다시 사용될 수 있다. 수소의 사용은 기후      변화의 원인물질의 배출을 줄일 수 있고 대기오염 물질을      줄일 수 있으며 그로 인해 지구온난화 방지에도 기여한다.    지속적인 에너지와 자동공급도 가능하다.    수소에너지 시스템은 다양한 에너지원으로부터 생산되어      저장, 수송되고, 전기적 이용, 산업, 가정, 자동차, 비행기,      공장 등에서 사용된다.    전력과는 달리 수소 에너지는 저장이 쉽다.    수소에너지는 안정이 사용상 문제점으로 제시되는데,      이는 폭발범위가 크고, 착화가 용이하고, 수소의      화염은 무색으로 식별이 어려운 반면 확산 및      화염속도가 크기 때문이다.    거의 모든 수소는 산소와 결합해서 물의 모양으로 존재      하기 때문에 물을 분해하여 수소를 얻자면 수소를      태워 방출되는 에너지와 맞먹는 양의 에너지가      필요하다. 이런 경제성 때문에 종래 우주 로켓용의      수소엔진과 같은 특수한 목적을 제외하면      수소의 이용 연구는 활발하지 못하였다.