화학뉴스

태양에너지를 이용해 물에서 수소 등 유용물질을 제조하는 인공광합성이 주목되고 있다.
수소는 화학원료로 폭넓게 사용돼 왔지만 상온에서는 기체로 존재하기 때문에 폭발위험성이 높은 등 취급이 어려운 단점이 있다.
이에 따라 수소를 안정화된 화학물질로 교환하는 에너지 캐리어를 개발해 저장‧운송해야 한다.
최근 나고야대학에서 개최된 일본화학회 춘계발표회에서 차세대 에너지와 환경을 주제로 인공광합성과 에너지 캐리어와 관련한 강연과 발표가 쏟아졌다.
현재 인공광합성이 주목받는 이유는 화석원료의 지나친 의존으로 에너지 원료 뿐만 아니라 화학원료도 탈석유자원을 모색해야하는 시기가 도래했기 때문이다.
일본 경제산업성은 광촉매를 이용해 물에서 만들어낸 수소와 이산화탄소(CO2)를 원료로 플래스틱 등 기간화학물질 양산화를 위한 인공광합성 프로젝트를 실시하고 있다.
태양 에너지를 전기에너지로 전환하는 태양광발전은 본격적인 보급기를 맞이한 반면 현재 인공광합성 기술수준은 극히 낮은 수준이다.
경제산업성이 진행하고 있는 프로젝트의 교환효율 목표가 3%로 2021년까지 10% 달성에 불과해 실용화를 위한 선결과제가 산적해있는 상태이다.
홋카이도대학교의 Sanzawa Hiroaki 교수는 에너지 교환효율을 향상시키기 위해서는 태양광에 포함된 적외선부터 자외선까지 폭넓은 파장의 광에너지를 감지할 수 있는 인공광합성계 구축이 필요하다고 지적했다.
수소사회구축을 위해서는 경제성이 뛰어난 수소 제조기술 개발과 병행해 수소 저장 및 운송기술 개발이 불가피한 것으로 알려졌다. 현재는 -253℃까지 냉각시킨 액화수소, 고압수소를 주로 사용하고 있다.
춘계발표회에서는 에너지의 효과적인 이용과 환경을 지키는 화학기술을 주제로 에너지 캐리어에 관한 발표와 의견교환이 이루어졌다.
교토대학교의 Eguchi Koichi 교수의 기조강연에 따르면, 축전지에 비해 화학물질을 이용하는 것이 수소를 고밀도로 저장할 수 있으며 가볍기 때문에 장기보관 및 원거리 운송, 에너지의 출납이 가능한 것으로 나타났다.
MCH(Methylcyclohexane) 등 유기 수소화합물(Organic Hydride), 암모니아(Ammonia), 메탄올(Methanol), DME(Dimethyl Ether) 등이 제시됐지만 각각 저장밀도, 시간적 안정성, 제조‧이용의 편의성 등의 장‧단점이 다르기 때문에 사용목적과 장소 등을 고려해 선택해야 한다.
수소의 새로운 용도로서 연료전지자동차에 한정돼 있는 현상에 대해서는 설비 등에 대한 투자에 나서기 어렵다는 의견이 제기되는 등 수소 및 에너지 캐리어의 직접연소 등을 포함한 신규 수요창출도 새로운 과제로 떠오르고 있다.