• 커뮤니티
  • 학생회소개
  • 학생회게시판
  • 동문회
  • 재미있는화공
  • 포토갤러리

공해없는 청정에너지 - 미래의 에너지

2011.10.13 13:48

관리자 조회 수:3447

img09.png

 

 

인류의 삶은 외부로부터 에너지를 얻으며 풍요로워졌다. 그리고 그런 풍요를 유지하기 위해 새로운 에너지를 지속적으로 개발하고 있다.
나무를 태워 불을 만드는 것을 배우고, 동식물의 기름을 태워 태양이 사라진 밤을 보내는 방법을 배웠다.
땅에 묻혀 있는 석탄을 이용하면서 산업혁명이 가능하게 되어 기차를 발명하였고, 석유를 이용하는 자동차, 배를 발명하였다. 인류의 역사는 새로운 에너지를 발견할 때 마다 보다 더 풍요로운 생활을 누릴 수 있게 되었다.

20세기를 지탱하게 해준 화석연료, 특히 석유는 몇 십년 안에 고갈될 것이며 얼마 남지 않은 석유마저도 정치적으로 불안정한 중동지역에만 남아 있게 되어 새로운 에너지가 개발되지 않는다면 인류는 매우 큰 혼란을 겪게 될 것이다. 최근 지구온난화 등의 환경문제로 인해 지구의 한편에서는 불볕더위가 지속되고 다른 쪽에서는 홍수로 수많은 사람들이 죽거나 고생하고 있다.

최근 새로운 대체 에너지를 얻기 위한 많은 시도가 있으며, 특히 태양에너지, 수소에너지,연료 전지 등이 그 대안으로 제시되고 있다.

우주에서 가장 흔한 원소이자 물의 구성원소인 수소는 무궁무진한 자원이라는 점, 그리고 연료전지 등을 통해 전기를 발생시킬 수 있고 기체연료로 쓸 수 있으며 풍부하게 공급되고 있는 태양에너지의 중요한 저장 수단이라는 점에서 미래의 에너지로 활용될 확률이 크다.

수소에너지는 태양에너지나 풍력발전을 이용해 전기를 만들어 사용하고 남는 전기로 물을 분해하여 수소로 저장한 후, 필요 시 연료전지를 통해 전기를 생산할 수 있다.

수소에너지라고 하면 먼 미래에너지 또는 낯설고 위험할지도 모르는 에너지로 인식될 수도 있다. 하지만 수소에너지를 이용하는 연료전지 기술은 이미 1960년대 우주선에서 사용되었으며, 조만간 우리의 현실에서 사용되게 될 것이다.
차세대 노트북은 메탄올 한 숟가락 정도만 넣으면 기존의 충전식 배터리보다 10배를 더 버티는 휴대전화용 연료전지로 가동이 되고, 휴대폰은 메탄올 한방울로 대략 한시간 이상 연속 통화가 가능해 진다.

현재자동차에서 개발되고 있는 연료전지 자동차는 2004년이면 72ℓ 탱크에 수소 3㎏을 담고 3백20㎞를 달릴 수 있게 된다.
.
최근 태양열로 인공 바람을 만들어 전기를 생산하려는 높이 1천m의 거대한 태양에너지탑인 솔라타워 건설이 호주에서 추진되고 있다. 인류의 대체에너지 개발 욕구가 하늘로 치솟고 있는 것이다.
.
솔라타워는 직경 약 7㎞의 유리 온실을 만들고, 중간에 높이 1천m의 철근 콘크리트 탑이 들어서는 형태로 만들어 진다. 가마솥 뚜껑 형태로 탑 밑둥은 축구장 넓이다. 중심이 비어 있으며, 굴뚝 역할을 하게 된다. 전력을 생산하는 원리는 태양열로 뜨거워진 공기가 굴뚝을 통해 빠져 나가는 길목에 풍력발전기를 세워 발전하는 것이다. 직경 7㎞의 온실은 공기를 데워 실외 공기보다 섭씨 35도 정도 더 뜨거운 섭씨 65도 정도로 만드는 역할을 한다. 단순히 내리 쬐는 태양볕만 사용하기 때문에 이산화탄소나 쓰레기 등이 나올 일이 없다. 그 공기는 가마솥 뚜껑의 손잡이 부분에 해당하는 굴뚝 쪽으로 빠르게 이동해 빠져 나간다.

온실에서 뜨거워진 열풍은 태풍의 풍속에 가까운 초속 15m로 별도의 장치 없이 굴뚝으로 빠져나간다. 풍속이 초속 17m 이상이면 태풍으로 분류한다. 고속의 열풍이 풍력발전기를 돌린 뒤 굴뚝으로 빠져 나가면, 새로운 찬 공기가 다시 온실로 들어와 데워지는 것을 반복한다. 낮에는 태양 볕으로, 밤에는 낮에 데워진 온실 밑바닥의 특수 구조층이 공기를 데우는 역할을 한다. 즉, 태양이 없는 밤에도 전력을 생산할 수 있게 되는 것이다.

최근 건물의 창문에 태양전지 필름을 부착하여 전기를 생산해내는 기술이 시도되고 있다. 나노기술의 발전으로 태양전지 단위면적당 전기를 생산해 낼 수 있는 셀의 수를 크게 늘려 경제성 있는 태양전기를 생산해 내는 것이 가능해 지는 것이다. 기술의 발전으로 인해 반도체의 기억용량이 264 KDRAM에서 더 작은 크기에 1 GDRAM을 생산해 낼 수 있게 된 것과 같은 이치이다.

화학공학이 18세기에서 19세기에 걸친 증기기관 및 내연기관의 발명과 함께 동력원으로 사용된 석탄 및 석유의 활용, 또한 이러한 화석 연료의 이용 기술을 위해 탄생된 것처럼, 미래의 에너지를 개발하는 것도 화학공학이 담당하게 될 것이다.

(※ 출처 : http://www.withche.com/)
동의대학교 화학공학과는 본 내용을 교재로 사용하고 있습니다