작은 빗방울로도 작동되는 수력 발전기

연꽃잎에서 따온 발전기의 모습

여러분 혹시 비 오는 날 호수 근처를 걷다가 연꽃잎에 빗방울이 떨어지는 모습을 보신 적이 있나요? 빗방울이 땅에 떨어지면 지표면에 바로 흡수되어요. 그런데 연꽃잎 위에 빗방울이💧 떨어지면 마치 용수철을 만난 듯 퐁!💦 하고 튕겨 나가는 모습을 볼 수 있어요. 이런 자연의 모습에 착안하여 빗방울을 빠르게 튕겨내는 에너지를 이용해 전기를 만들어 낼 수 있는 방법을 찾았어요. 이번 연구 결과로는 기존 연구 대비 효율이 약 20% 이상 증가했을📈 뿐만 아니라 물방울의 크기 또한 기존 연구 결과 대비 훨씬 작은 수준에서도 작동할 수 있기에 큰 주목을 받고 있어요.

비가 오는 날에는 에어컨이 공짜!

이번 연구 결과는 기존에 자연환경을 개발해 댐을 지어야 하는 수력발전의 한계를 극복해 줄 수 있을 것으로 보여요. 또한 소규모 발전기인 만큼 각 가정을 비롯해 여러 소비자가 손쉽게 전기를 얻을 수 있을 것으로 기대돼요. 아직 바로 상용화하기에는 조금 시간이 더 걸리겠지만 머지않은 훗날에는 비 오는 날에🌧️ 각 가정에서 생산된 전기로 에어컨을 마음껏 틀 수 있는 날이 오지 않을까 기대해 볼 수 있겠어요.

헉헉 너무 더워, 전기료가 비싸도 그냥 에어컨 틀자

국내외 여러 요인으로 전기 사용료가💵 올랐어요. 보통 가격이 오르면 수요가 떨어져야 하는데 역대급 폭염이라고 하는 여름을 지나는 시점이라 전기료가 오른 것과 상관없이 전력 사용량도 폭증하고 있어요. 특히 전기료 인상으로 인해 전력사용량이 많은 중소기업에서는 부담이 커졌다고 해요. 업종의 특성상 전기를 많이 사용하고 매출 규모가 작은 금속가공·주물·열처리·금형과 관련된 중소중견 업계는 인상된 전기료로 인해 때문에 타격이 클 전망이에요. 더욱 걱정인 것은 아직 한여름이☀️ 끝나지 않았다는 거예요.

이렇게 더운데 정전으로 에어컨이 꺼지면?

사실 정전은 새로운 개념이 아니에요. 지금 대학생 형들이 어렸을 때만 해도 종종 정전이 발생하고는 했어요. 주변 누나나 형들에게 물어보면 냉장고가 가동되지 않아서 아이스크림과🍦 냉동식품이 몽땅 녹아버린 경험, 집에 양초를🕯️ 항상 갖춰놓았던 경험에 대해 들어본 적 있을거에요. 그런데 오늘날 우리가 걱정하는 정전은 이전의 정전과는 조금 달라요. 이번 여름 정전이 발생하면 폭염 속의 정전이 될 것이기 때문이에요.

폭염 속에 정전이 찾아오면 먼저 체온 조절 능력이🌡️ 떨어지는 환자들의 건강이 위험해져요. 특히 아직 코로나라는 전염병 사태가 완전히 끝나지 않은 만큼 정전으로 인해 의료 시스템이 마비되면 어떤 결과를 마주할지 상상조차 어려울 정도예요. 환자들뿐만 아니라 온열질환에 취약한 노인들과 어린이들이🧒 위험해질 수 있어요. 만약 하루 중 가장 더운 시점에 정전이 발생하게 된다면 각 병원이🏥 감당할 수 없을 만큼 온열질환 환자가 늘어날지도 몰라요.

정전으로 목숨을 잃기도 하나요?

정전이 일어나면 사망률이 급증한다는📈 것을 알고 계셨나요? 미국의 연구 결과에 따르면 정전이 발생하면 사고로 인해 사망하는 사람들은 두 배가 넘게 늘어나고, 질병으로 인해 사망하는 사람들 또한 25% 더 늘어난다고 해요. 지금은 이 연구가🔬 시행되었던 때 보다 더욱 전기 의존도가 높고 폭염이라는 환경적 요인이 있는 만큼 대 정전이 발생하면 더 큰 피해를 피해 갈 수는 없을 것으로 보여요. 다행히 정부에서는 여러 대안을 마련해 놓고 있어요. 전력 예비량이 일정 수준 밑으로 떨어지면 전력 수급 비상경보를 통해 불필요한 전력을 차단하거나, 지역별로 전기 공급을 순차적으로 진행하는 등의 대안을 마련해 놓고 있어요

내가 전력 수급 안정에 기여하는 방법

이렇게 심각한 결과를 가져오는 정전이지만 이런 일이 일어나지 않도록 내가 기여할 수 있는 간단한 방법이 많아요. 사용하지 않는 전기 코드🔌 빼놓기, 화장실 나온 뒤 불 꼭 끄기, 이용하지 않는 방이나 사무실의 불을💡 끄기, 에어컨 온도를 과도하게 낮추지 않기 등의 방법으로 전기료도 아끼고, 안정적인 전기를 공급받을 수 있답니다. 지금 바로 자리에서 일어나서 혹시 불필요한 전기가 사용되고 있지는 않은지 살펴보는 것은 어떨까요?

연료전지용 고성능 전극으로 탄소 중립 사회에 성큼 다가서다

여러분 수소를 연료로⛽ 사용하는 것에 대한 한계를 알고 계신가요? 청정에너지로 불리는 수소이지만 사실 수소를 생산할 때 막대한 전기가⚡ 필요하고 이 전기는 보통 화석 연료를 불태워 얻기 때문에 완전하게 친환경 연료라고 부르기에는 조금 부족했어요. 그런데 이번에 카이스트와 포스텍 그리고 한국세라믹기술원 연구진들의 합작 연구에서 놀라운 성과가 있어 주목받고 있어요. 이전에 수소를 생산하는 방법 대비 효율을 막대하게 높일 수 있는 전극 소재 개발에 성공했다는 소식이에요.

기존 기술보다 최대 2.4배 높아진 효율! 고성능 연료 전지 상용화에 큰 기여

이번 연구가 주목받는 이유는 기존 기술 대비 연료 전지의🔋 출력과 전해 전지 출력이 각각 1.6배, 그리고 2.4배 향상된 결과를 얻었기 때문이에요. 기존 코발트계 산화물 구조 안에 팔라듐을 미량 첨가하여 고활성을 갖는 전극 개발에 성공했어요. 이번 연구 결과는 안정성과 성능을 모두 획기적으로 증가시킨 고체산화물 연료 전지 상용화를 선도할 수 있을 것으로 평가되고 있어요.

수소라고 다 친환경이 아니라고? 그레이 수소, 블루 수소, 그린 수소

수소는 연료로 사용할 때 탄소 발생이 없기 때문에 친환경 연료로 불리고 있어요. 그런데 내막을 살펴보면 수소를 1개 생산할 때 탄소가 10개 만들어지는 구조라서 사실상 탄소 배출을 해결하지 못하는 모습을 볼 수 있어요. 이렇게 수소를 만들 때 탄소가 함께 배출되는 생산 방식으로 만들어진 수소를 그레이 수소라고 불러요. 그레이 수소는 아직도 생산 가격이 가장 저렴하기💰 때문에 전 세계적으로 많이 사용되는 방법이긴 하지만 이 방법을 통해 생산된 수소는 친환경 인증을 받지 못해요.

블루 수소는 그레이 수소보다 한 단계 진화한 수소에요. 수소를 생산할 때 발생하는 탄소를 대기 중으로 방출하지 않고 포집하는 방식으로 수소를 생산해요. 생산 단가가 조금 비싸지만, 기술 발전으로 생산 단가는 계속 내려가고 있어요.

그린 수소는 우리 모두의 궁극적인 목표에요. 친환경적으로 만들어진 전기를 이용해 수소를 생산함으로써 생산 과정부터 사용에 이르기까지 탄소가 단 1그램도 만들어지지 않는 완벽한 친환경 방법이에요.

그린 수소 맞이를 위한 발걸음

한국에너지기술연구원은 그동안 사용해오던 그레이 수소를 블루 및 그린 수소로 전환하는 첫 발걸음을 내디뎠어요. 수소 생산에 발생하는 탄소를 포집하거나 줄여서 그레이 수소를 블루 수소로 전환한다는 목표를 가지고 있어요. 이 외에도 무탄소, 저탄소 연료전지 실증 사업 공동 협력 등을 통해 연료 전지를 전환한다는 계획이에요. 

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