달력

5

« 2024/5 »

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
  • 11
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 26
  • 27
  • 28
  • 29
  • 30
  • 31

미 오레곤 주립대학(Oregon State University)의 화학자 및 공학자들은 대기중에서 온실효과(Greenhouse Effect)를 유발하는 이산화탄소(Carbon Dioxide) 일부를 포획한 후 에너지 저장(Energy Storage) 제품에 사용할 수 있는 고부가 물질로 만들기 위한 새로운 방안을 도출하였다. 과학자들은 나노기술의 혁신이 지구 온난화 문제를 모두 해결할 만큼의 충분한 탄소를 흡수할 수는 없다고 말한다. 그러나 나노기술을 통해 환경친화적이면서 비교적 경제적인 방안을 확보할 수 있다. 예를 들어, 나노기술은 에너지를 저장하였다가 빠르게 배출할 수 있는 장치인 슈퍼캐패시터(Supercapacitor) 내에 활용이 가능한 나노기공 그래핀(Nanoporous Graphene)을 만드는데 활용된다. 이러한 장치들은 중공업 분야로부터 소비자전자제품까지 다양한 분야에서 활용되고 있다.

연구진은 화학반응 개발을 통해 나노기공 그래핀을 최종 결과물로 확보하였다. 그래핀은 원자 및 결정 구조로 정렬된 탄소 형태로 그래핀 1g당 약 1,900 ㎡의 큰 비표면적(Specific Surface Area)을 갖고 있다. 이러한 이유로 그래핀의 전기전도도(Electrical Conductivity)는 상업용 슈퍼캐패시터를 만들기 위해 일반적으로 사용되는 활성탄(Activated Carbon) 대비 10배 이상 높다. 이번 연구논문의 주 저자이자 OSU 과학대학의 Xiulei (David) Ji 교수는 "나노기공의 그래핀을 제작할 수 있는 많은 방법들이 있지만 연구진이 개발한 접근방법은 훨씬 빠르며, 환경에 대한 영향이 적고 비용도 절감할 수 있다"고 말한다. 또한 그는 "연구진이 제조한 제품은 높은 표면적과 전도도를 보여주고 있으며, 상업용 활성탄소에 비교할만한 고밀도를 갖고 있다는 점에서 중요하다 말할 수 있다. 그리고 사용되는 탄소 자원은 지속가능한 이산화탄소이다. 따라서 에너지 저장 제품의 가치를 높이면서 풍부한 이산화탄소를 활용할 수 있다는 장점이 있다"고 설명하였다.

Ji 교수는 자신들의 공정이 제품에 사용되는 물질이 저렴하고 제조과정은 간단하기 때문에 상업화 규모 생산으로 확장할 수 있는 가능성이 충분하다고 말한다. 이번 연구의 화학반응에는 마그네슘(Magnesium)과 아연 금속(Zinc Metal)을 혼합하는 것이 포함되어 있으며, 이는 최초로 발견된 조합이기도 하다. 이 혼합물을 이산화탄소 흐름 하에서 고온까지 가열하면 금속열 지배반응(Controlled Metallothermic Reaction)이 일어난다. 이 반응을 통해 각 원소들은 금속산화물과 나노기공 그래핀으로 변환된다. 그래핀은 강도가 높으면서도 열과 전기를 효과적으로 전도할 수 있다. 그리고 금속산화물은 산업공정을 보다 효율적으로 만드는데 재활용될 수 있다.

나노기공 그래핀을 만드는 다른 방법들은 부식성과 독성이 있는 화학물질을 사용하기 때문에 대규모 상업화 단계까지 확장하는데 어려움이 있다. Ji 교수는 “대부분의 상업용 탄소 슈퍼캐패시터는 활성탄을 전극으로 사용하고 있으나 이들의 전기전도도는 매우 낮다. 연구진은 보다 많은 에너지를 전달하도록 빠르게 에너지를 저장했다가 사용할 수 있게 만들기 원했다. 그리고 전도성이 우수한 나노기공 그래핀은 이러한 목적에 부합한다고 볼 수 있다. 나노기공 그래핀은 강력한 슈퍼캐패시터를 만드는데 중요한 문제를 해결할 수 있다”고 밝혔다.

슈퍼캐패시터는 에너지 저장 장치의 일종이나 배터리와 비교했을 때 더 빠르게 충전이 가능하면서 많은 양의 전기를 저장할 수 있다. 이들은 가전제품에 활용되고 있으며, 크래인부터 지게차까지 다양한 장치를 이용하는 중공업 분야에서도 적용될 수 있다. 또한 브레이크(Braking) 작동과 같이 포획하지 않으면 소멸되는 에너지를 확보하는데 도움을 준다. 그리고 이들의 저장 능력을 활용하여 풍력에너지와 같은 대체 에너지 시스템에서 발생하는 전력 흐름을 원할하게 해 줄 수 있다. 제세동기, 항공기 비상슬라이드 개방 등의 활용분야에 전력을 공급할 수 있으며, 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Automobile)의 효율을 크게 개선하는데에도 기여할 수 있으며, 나노기공 탄소물질을 환경 필터로 활용하여 가스의 오염물을 흡수하거나 수처리에 활용될 수 있다. 그렇지만 이들의 사용이 지속 증가하는데 반해 높은 비용에 따른 제약이 존재해왔다.

OSU 과학대학(OSU College of Science), OSU 공과대학(College of Engineering), 아르곤 국립연구소(Argonne National Laboratory), 사우스플로리다 대학(University of South Florida), 국립에너지기술연구소(National Energy Technology Laboratory, NETL)로 이루어진 연구진은 OSU로부터 지원을 받아 이번 연구를 수행하였으며 Nano Energy 저널에 연구결과를 발표하였다.


출처 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 대기의 이산화탄소를 활용한 에너지 저장용 소재 개발
:
Posted by 매실총각

석유 대체효과 vs. 환경 보호  ‘점입가경’

 

조력발전이란 태양과 달의 인력에 의해 하루에  차례 생기는 조석 현상을 이용해 전기를 생산하는 발전방식이다.

발전단가가 싸고 오염물질을 배출하지 않는 청정에너지이면서기상 여건의 영향을  받으면 하루  차례 안정적으로 전기를생산할  있다는 점이 장점이다다만발전기 설치가 가능한 단단한 지반  입지여건이 까다롭고 막대한 비용의 방조제 건설 등의 조건을 충족시키기가 쉽지 않다는 점이 문제다.

국내는 대표적인 조력발전소가 경기도 안산시 시화호 건립중이다최근 시험가동에 성공했다고 발표한  있다이외에도 강화도와 영종도 사이에 인천만 조력발전소 건설을 추진 중이다현재 국토해양부가 3 공유수면매립기본계획() 수립하고 인허가 절차를 진행 중으로 발전소는 3kW 규모의 수차발전기 44기를 통해 132kW 전기를 생산할 계획이다이는 현재 1위인 프랑스 랑스 조력발전소(24kW) 물론이고 완공을 앞두고 있는 시화호 조력발전소의 발전용량(254,000kW) 5 이상추월하는 세계 최대 규모다.

한국수자원공사에 따르면  같은 전력량을 화력발전소에서 생산하려면 연간 350만배럴의 석유가 필요하기 때문에 인천만 조력발전소가 세워질 경우엔 연간  3,500억원의 외화 절감 효과를 거둘  있고 이산화탄소 저감 효과만도 연간 100t 이를 것으로 보인다그러나 환경단체들과 해당 지방자치단체 등에서 갯벌  생태계 파괴를 이유로 반대하고 있어 사업 추진은 적지 않은진통을 겪고 있다.

 



 

 

인천만 조력발전농림부・국방부・인천시  반대

바로 국토해양부와 한국수력원자원이 추진하는 세계 최대 규모의 인천만조력발전 사업이 무산 위기에 빠진 . 

농림수산식품부국방부가 부정적 입장을 표명했다농림수산식품부 관계자는 “예정지가 수산자원 서식・산란지라 신중해야 한다는 의견서를 국토해양부에 제출했다”고 밝혔다. 

이해 관계자인 국방부도 반대 입장을  놓았다‘강화지역 조력발전 반대 군민대책위원회’는 국방부에 조력발전에 대한 협의 결과를 질의한 결과 “인천해역방어사령부의 의견을 반영해  작전상 이유로 동의하지 않았다”라는 회신을 받았다국토부가 협의중인 곳은 인천시국방부농식품부환경부 등인데 지경부를 빼고는 동의하지 않고 있는 것이다.

인천시는 한술   시와 시민단체전문가 등으로 구성된 민・관 대책위원회를 5 발족시켰다지자체가 국책사업에 반발해민・관 대책위를 구성한 것은 극히 드물다환경부는 한국수력원자원으로부터 발전소 건설 사전환경성검토서를 제출받아 검토한 의견서를 제출한다는 방침이지만 반대가 우세하다.

세계 최대 규모로 건설되는 ‘인천만 조력발전소’를 둘러싸고 정부와 인천시가 접점 없는 평행선을 달리고 있다정부는 원자력발전을 대체할  있는 친환경 미래에너지 확보 차원에서 조력발전이 반드시 필요하다는 입장이지만인천시는 조력발전이 오히려‘환경재앙’을 일으킬  있다며 반대하고 있다.

지경부에 따르면 한국수력원자력(한수원) 조력발전소 건립 타당성에 대한 설명회를 갖고 사업 추진에 대한 강한 의지를 보였다그러나 인천시는 인천만 조력발전 반대를 위한 ‘시정정책참여위원회’를 열고 대응 방안을 모색했다.

정부가 인천만 조력발전소 건설 계획을 발표한  공식적으로 설명회를 개최한 것은 처음이다그동안 조력발전 반대 움직임을내심 못마땅하게 여기면서 대응을 자제하던 것과 다른 태도다.

한수원 관계자는 “인천만 조력발전사업은 4 전력수급 기본계획에 반영돼 있고현재 국토해양부 공유수면매립기본계획 반영 인・허가 절차가 진행 중”이라고 강조했다‘되돌릴  없는 사업이니 더이상 딴죽을 걸지 말라’는 메시지인 셈이다 관계자는 “주변 물길을 가로막아 수질 악화와 생태계 파괴  환경오염이 우려된다는 주장은 근거가 없는 것”이라며 “사전환경성 검토를거쳤고 갯벌 파괴를 최소화하는 친환경 방식으로 건설할 계획”이라고 설명했다.

‘당근’도 제시했다조력발전소 방조제 도로로 인해 인천을 포함한 수도권에서 영종・강화・옹진을   있는 다양한 접근로가확보되며도로를 인천시에  부채납할  있다고 말했다이렇게 되면 굳이 9,000억원을 들여 영종도~강화도  다리를 건설하지 않아도 된다고 강조했다.

하지만 인천시는 조력발전의 경제성이 과장된 데다조력발전 백지화가 송영길 인천시장의 공약인 만큼 물러설  없다는 태세다.

 시장은 앞서 “조력발전은 전력생산  실익에 비해 갯벌감소수질오염홍수통제 기능 상실  환경파괴 손실이  크다”면서“신재생에너지 의무할당제 때문에 환경 파괴가 수반되는 조력발전소를 건설한다는 것은 말이  된다”고 말했다 시장은 인천시가 자체 추진하려던 강화도 조력발전사업에 대해서도 “안 하기로 했다”고 잘라 말했다환경단체들은  시장의 입장을 전폭 지지하고 나섰다.

인천만 조력발전사업은 2008 정부가 계획을 발표한 이후 2017 완공 목표로 한수원과 GS건설이 공동 추진하고 있다. 39,000억원을 들여 강화도〜장봉도〜영종도를 잇는 18.3km 방조제와 발전소를 건설연간 전국 전력소비량의 4.5% 해당하는 2414GWh 전력을 생산할 계획이다.

이외 강화도 조력발전은 인천시가 중부발전대우건설과 함께 추진하는 것으로 2 3,530억원을 들여 강화도〜교동도〜서검도〜석모도를 연결하는 6.5km 방조제와 발전소를 만들어 하루 840mwh 전력을 생산하는 사업이다.

조력발전 사업은 이들 지역 외에도 충남 당진군전남 여수시울산 남구 등에서 추진되고 있다.

:
Posted by 매실총각