바닷물의 액화 탄화수소 기술은 어디까지 와 있는 것일까




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대표적인 화석연료인 석유와 석탄. 인간생활에서는 없어서는 가장 중요한 에너지원이지요.



당장 무더위를 이기기 위해 돌리고 있는 시원한 에어컨도, 



화력발전소의 화석연료가 없다면, 피크 전력을 감당하지 못한채 바로 블랙아웃에 빠져들고 말 겁니다.



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이렇게 중요한 화석연료는 기본 성분은 탄소와 수소입니다.



가솔린과 가장 유사한 이소옥탄의 화학식만 해도 탄소 8개에 수소가 18개 붙는 C8H18로 표시됩니다.



디젤역시 평균 화학식이 C12H23 으로 탄소 12개에 수소가 23개 안팎으로 붙어 있지요.



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자동차의 연료가 수소와 탄소의 화합물이라니요.



바다에 가면 지천으로 널린게 수소와 산소의 결합인 물이고,



탄소 역시 넘쳐나서 아우성인 '이산화탄소'를 잘 분리만 해 내면 걱정없이 얻을 수 있는 원소이니까



바닷물에서 이 두 가지를 뽑아내서 잘 결합시키면 인간이 직접 탄화수소 연료를 만들어 낼 수 있지 않을까요?



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방구석에서 제가 생각할 정도라면, 이미 세계적인 석학들도 한 번쯤 생각해 보았겠죠.



하지만 이게 말은 쉬워 보여도 결코 쉽지 않은 과정인데,



조금 과장해서 지구상의 대부분의 물체에 탄소와 수소가 들어 있기 때문입니다.




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우리가 당장 광범위하게 쓰고 있는 금속인 철만 해도 탄소가 포함된 스틸(강)로 만들어져 쓰이고 있고,



무생물 뿐만 아니라 생물 역시 탄화수소의 결합체인 아미노산을 바탕으로 만들어져 있습니다.



단 20개의 아미노산이 무려 10만개의 단백질을 만들어 낸다니까, 바닷물에서 연료를 만들어 내는 건, 물을 포도주로 만드는 것 만큼 상상하기 힘든 일입니다.



.....만, 그것이 진짜로 일어났습니다!



외계인을 고문중인 천조국에서 자국의 공돌이들을 갈아가면서, 바닷물에서 연료를 합성하는데 성공하게 됩니다.






SOFREP.com




기사의 내용을 요약하면,



바닷물을 분해해서 수소와 이산화탄소를 뽑아낸 뒤, 이 둘을 촉매로 다시 결합 시켜 '에탄올'을 만들어 냈다는 이야기입니다.



뭐여 그럼 이제는 석유는 더 이상 필요 없는거네? 


맨날 오르는 휘발유 아웃. 경-_-축 청정 에너지 세계로 진입!



그런데 기사 서두에 단서가 하나 달려 있지요. '실험 성공했지만, 실용화는 아직 멀었음'



바다 속의 수소와 탄소를 연료로 전환시키는 메커니즘 자체는 증명이 되었지만, 



실험실에서의 성공이고 아직 대량생산을 하기에는 턱없이 모자란 효율을 가지고 있다는 소리입니다.



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왜냐하면 바닷물을 분해하는데, 우리가 아는 바로 그 '전기분해' 기술을 사용하거든요.



연료를 만들어 내기 위해서는 큰 전력이 필요하고, 이 전력을 만들기 위해서는 연료가 필요한데, 생산되는 연료보다 들어가는 연료가 크면 그게 무슨 소용이겠습니까 -_-;;;;



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게다가 보통 이산화탄소를 추출한 뒤에 촉매를 이용해 수소와 결합시키는 과정을 거치는데,



보통 금이나 은같은 귀금속을 활용하여 일산화탄소로 변환 시킨 뒤, 납, 인듐 등의 2차 촉매를 사용하여 HCOOH를 최종 생산하게 됩니다.



비싼 촉매를 쓰는 주제에 한 번도 아니고 두 번이나 사용하다니요. 



아무리 천조국이라고 헉 소리 나올 정도의 비용이 들어갈 수 밖에 없습니다.




www.water-technology.net




즉, 기사의 핵심은 '바닷물에서 연료를 만들었다'가 아닌 ' 바닷물에서 수소와 탄소를 동시에 추출했다'



정도로 봐야 하고, 앞으로 바닷물에서 연료를 조금 더 쉽게 만들어 낼 수 있는 '길'이 열린걸로 이해하면 될 듯 합니다.



(가능성을 제시한 것만 해도 학문적으로는 큰 성과입니다만, 우리 몸에 와닿는 수준은 아니라는 것이죠)




2014년의 기사 내용이고,



'해군 함정들이 자체적으로 해상에서 연료를 생산할수 있기 까지는 최소 10년이 걸릴 것'이라고 언급 되어 있으니까,



지금 시점에는 분명 진전이 있을 거라는 생각에 좀 더 검색을 시도했는데요. 크게 두 가지 내용이 찾아집니다.



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탄화수소 합성 과정에서 필요한 귀금속 촉매 대신, 저렴한 금속 촉매를 확보했다는 내용입니다.



2016년을 전후로 해서 아연, 철 등을 이용한 연료 합성기술이 개발되었는데,



촉매의 가격이 저렴하기도 하지만, 2단계였던 HCOOH 합성과정을 촉매 하나로 한 번에 처리하게 되면서 



원재료와 공정의 비용을 동시에 절감하는 길이 열리게 되었습니다.



als.lbl.gov






또 다른 하나는 



실험실에서만 구현이 되었던 합성 기술이 하나의 처리 과정으로 구현되어, 미해군에 의해 특허로 등록되었다는 내용입니다.






전기 이온 변환기 (Electrolytic Cation Exchange Module (E-CEM)) 라고 불리는 장치인데,



해수에서 수소와 이탄화탄소를 동시에 뽑아 낸 후 연료를 합성 하는 전체 프로세스를 한 공정으로 처리한 것이 특징으로



저렴한 촉매 + 연료 변환기기의 개발로 인해 해수 연료추출 기술이 생각보다 빠르게 발전하고 있음을 알 수 있습니다.







조금 다른 케이스이지만, 수소 추출에 필요한 에너지 자체를 태양광에서 조달 받으려는 시도도 이어지고 있으니,



4-5년 안에, 바닷물을 주 원료로 하는 바다위를 둥둥 떠다니는 연료생산 기지를 만나 볼 수 있을런지도 모르겠네요.





영화 오블리비언 / cgrecord.net



톰크루즈 주연의 영화 오블리비언을 보면, 바닷물을 자원으로 쓰기 위해 거대 장비로 추출 하는 장면이 나오는데,



볼 때는 허무맹랑한 설정이라고 생각 했더니, 실제론 그게 아니었던 모양이에요;;;;







Posted by 위저드아이언 wizard_IRON