환경 실험 : 그린 수소 생산 실험

1. 수소는 왜 중요한가?

  에너지원으로써의 수소는 왜 중요할까요? 다음은 에너지를 수소로 저장했을 때의 몇 가지 장점이 입니다. 에너지는 다양한 형태로 존재한다는 사실을 알고 계실 것입니다. 에너지의 저장 역시 다양한 형태일 수 있는데요, 우리가 아는 배터리의 경우가 에너지를 저장하고 있는 경우입니다. 그 중 수소로 에너지를 저장하면 상당한 손실 없이 장기간 저장할 수 있으므로 에너지 저장에 큰 장점을 갖고 있습니다. 또한, 수소는 쉽게 운반될 수 있고, 운송, 난방, 발전 등 다양한 분야의 연료로서 사용될 수 있습니다. 또한, 수소는 태양광, 풍력 등 재생 에너지원을 통해 생산할 수 있으므로 지속 가능한 에너지 시스템의 핵심 기술 중 하나입니다.

  요약하면, 수소는 다양한 용도로 사용할 수 있고, 탄소 배출이 없기 때문에 깨끗하고 지속 가능한 에너지 미래 에너지 사용으로의 전환을 주도할 수 있는 잠재력을 갖고 있기 때문에 에너지원으로서 매우 중요합니다.

2. 그린 수소란?

  수소에 대한 설명은 앞서 드렸고요, 그렇다면 그린 수소는 무엇일까요? 그린 수소는 재생 가능한 에너지원을 사용하여 생산한 수소입니다. 수소는 생산 방법에 따라 크게 그레이, 블루 수소와 그린 수소로 구분됩니다. 그레이 수소는 화석 연료에서 추출되어 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하며, 블루 수소는 탄소 포집 및 저장을 활용하여 탄소 배출량을 줄입니다. 우리가 관심을 갖고 있는 그린수소는 재생에너지를 사용하여 수소를 생산해, 배출가스를 전혀 발생시키지 않아 가장 환경친화적인 수소 생산 방법이라고 할 수 있습니다. 현재는 회색 및 청색 수소가 낮은 비용으로 인해 시장을 지배하고 있습니다. 하지만 그린 수소는 재생 에너지의 가용성이 높아짐에 따라 에너지 생산의 미래를 위한 에너지 저장 핵심 대안으로서 주목받고 있습니다.

3. 그린 수소 생산 실험

  다음은 그린 수소 생산 실험의 실험 과정입니다. 물 분해 실험과 동일한 과정으로 진행한다고 생각하면 되지만, 전지 대신에 학생분들이 사용하실 수 있는 재생에너지원을 연결하여 물을 산소와 수소로 분해하면 됩니다. 작은 태양전지를 사용할 수도 있고, 풍력에너지원을 사용할 수도 있습니다. 어쨌든, 원래 사용했던 건전지 대신 재생에너지원을 사용하여 전위 차를 만들어내고, 이를 물 분해를 위한 전원으로 사용하는 것입니다. 실험이 진행됨에 따라 음극에서는 수소 가스가, 양극에서는 산소 가스가 생성됩니다. 물 분해 실험과 동일하게 전극으로(보통 1mm 이상의 연필심을 사용) 사용할 물체와 기체가 빠져나가지 않도록 기체 용기를 글루건으로 잘 마감한 후, 건전지 대신 학생분들이 사용하실 수 있는 재생에너지원에 연결하시면 됩니다. 작은 크기의 재생에너지 생산에서는 풍력에너지보다 태양광에너지가 좀 더 안정적인 생산이 가능하므로, 태양광에너지 패널을 전원으로 사용할 것을 추천드립니다. 여기까지 그린 수소를 생산해내는 방법에 대해 설명해 드렸습니다. 이때 생산해낸 수소는 궁극적으로 에너지원으로 사용하기 위해 만들어 낸 방법입니다. 따라서, 에너지원으로서 어떻게 수소가 운송되고, 사용될 수 있는지 실험해보는 것도 좋겠죠? 학생분들께서 수소의 운송 용이성, 에너지 저장성에 대해 탐구해 볼 수 있는 실험들을 추가적으로 설계하여 진행해 보면 더욱 풍부한 생기부를 작성하는 데 도움이 될 것 같습니다.