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10/06/10 11:52
흠 어설픈 지식으로 말하는게 아닌지 모르겠네요
수소는 아주 격렬하게 폭발하는 원소죠. 산소랑 반응성이 좋습니다. 그리고 산소와 반응 후에 발생하는 물질은 물이죠. 그 물을 다시 전기분해해서 산소와 수소를 발생시키고 그렇게 되면 반영구적인 기관이고 유해물질도 발생하지 않겠죠.
10/06/10 13:02
기존의 연료는 탄소가 포함되어있어 연소시 이산화탄소가 배출되죠.
온실효과때문에 이산화탄소 배출량을 규제하는 과정에서 자동차 배기가스도 문제삼게 되고, 연소시 물이 발생하는 수소연료로 대체하는 분위기가 된거죠. 천사루티님 말씀처럼 연소생성물인 물을 다시 전기분해해서 이용할 수도 있구요. 사실 수증기도 온실효과에 적잖은 영향을 끼치지만[...] 석유고갈로 인한 대체에너지 개발차원에서도 권장되는걸로 알고있어요.
10/06/10 13:26
반영구적인 기관은 아니구요. 물-->수소-->물 사이클을 돌려 필요지역에서 청정 에너지를 얻겠다는 이야긴데요. 열역학적으로 보면 물을 수소로 만들때 사용된 투입 에너지가 수소가 물이 될 때 방출하는 에너지보다 클 수는 없습니다. 그럼에도 수소를 사용함으로서 얻어지는 환경적인 이익이 크다고 보기 때문에 연구가 진행중 인것 입니다. 수소 생산 과정에서 기존의 화석연료를 사용하면 오히려 환경오염이 큰 것은 맞습니다만 오염물이 수소 생산지역에서만 한 곳에서만 일어나므로 오염처리가 상대적으로 쉬우므로 꼭 환경오염이 더 큰 것다고 단정적으로 이야기 할 수 있는 것은 아닙니다. 즉 화석연료의 에너지를 차마다 가지고 다니면서 오염물(배기가스)을 뿌리면 그 처리가 난감하므로 에너지적으로 약간 손해를 보더라도 수소에 잠시 화석에너지를 저장시켜(변환시켜) 차마다 공해없이 쓰겠다는 이야기로 생각하시면 됩니다. 이때는 물론 화석연료->수소연료 전환 과정에서 버려지는 에너지보다 환경적인 이익이 더 크다고 판단되는 도심 같은 경우에만 가능하겠죠. 물론 공해가 아예 없는 태양열/태양광을 이용해서 수소를 생산하는 연구도 한창입니다. 수소 이송, 저장 같은 기술적 난관을 넘으려는 연구도 한창이구요.
10/06/10 13:33
수소 연료 자체는, 친환경적인데다가 효율도 좋은 편이기 때문에 연구 자체는 활발합니다만, 몇 가지 난제가 있다고 합니다.
첫번째로는 수소는 연소시에 반응이 너무 폭발적이기 때문에, 이를 억제해주는 촉매랄까... 하는 분야에 대한 연구가 진행중입니다. 이미 몇 군데의 메이커에서는 어느 정도 성과가 나왔다고 들었구요. 두번째로는 수소 연료의 저장 문제입니다. 수소 자체가 작은 자극에도 쉽게 반응하는 불안정한 원소이기 때문이죠. 그래서, 이를 안전하게 저장하면서... 딱 필요한 만큼만 분사해주는 기술이 상당히 어렵다고 들었습니다. 세번째는 수소 연료의 운반 문제입니다. 생산이야 물을 전기분해하면 그만이기 때문에 어렵지는 않겠습니다만... 수소 자체는 기체인데다가, 액화를 하려면 엄청난 저온상태를 유지해야 하고, 운반중에 기화했다가는 바로 폭탄이 돼버립니다. 그래서, 수소를 안전하게 가둘 수 있는 매개체가 필요하겠죠. 마치 TNT를 안전하게 운반하기 위해 톱밥을 사용했듯이 말입니다.
10/06/10 15:36
수소 연료 전지 자동차는 이미 개발 완료되어 있습니다.
다만, 연료전지의 금액적인 부담 + 수소의 저장 방법 + 인프라 구축(충전소 설치 등)에 대한 문제가 해결이 안되어 있죠. 수소 저장 방법은 크게 3가지가 있죠. 1. 압축 수소 가스 저장: 현대 자동차에서 개발한 연료전지 자동차가 수소를 700bar까지 압축해서 저장하는 형태입니다. (LPG 자동차를 떠올리시면 되겠죠. 다만, LPG 압축 가스의 압력은 70bar 정도랍니다.) 혼다에서는 350bar 용기를 사용하는 대신 연비를 향상시켜 주행 거리를 늘리는 선택을 한 걸로 압니다만 정확하지 않네요 ^^;; 압축 수소 가스 저장 용기의 안전성, 가스 배관의 누설 위험성 등등의 해결 과제가 남아 있습니다. 2. 액화 수소 가스 저장 BMW에서 사용하는 방법입니다. 금액적인 부분이 큰 걸림돌입니다. 3. 다공성 물질 다공성 물질에 수소를 저장한 후 일정 온도 조건을 맞춰주면, 저장된 수소를 다시 배출하는 시스템입니다. 온도 조건을 맞춰주려면 열교환기가 필요하겠죠? 열교환기의 중량문제, 금액 문제 등이 큰 걸림돌입니다. 4. 기타 우리나라 이 흔(?) 교수님이 얼음에 수소를 저장하는 방법을 발표하셔서 이슈가 된 적이 있죠. 아마 다공성 물질과 비슷한 어려움이 있을 것 같네요. 뱀발. 현재로서는 압축 수소를 이용한 차량이 대세입니다. 대부분의 자동차 업체는 이 방식을 쓰고 있죠. 우리나라에서 안전한 700bar 용기를 저렴한 가격으로 생산할 수 있느냐가 관건인데요, 원자재 가격(탄소섬유, 알루미늄), 기존 해외업체의 특허권 선점 등을 극복하기가 어려울 듯 싶네요.
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