안녕, 읽판 형님들.
개드립을 알게된지 꽤 오랜 시간이 흘렀는데, 매일 눈팅만 해왔거든.
특히, 읽판의 아홉꼬리 형의 바둑이야기와 이과형의 쏠쏠한 이야기들을 항상 잘보고 있어.
각설하고 수년간 고수해오던 눈팅을 바꾸게된 이유는 오늘 읽판에서 연료전지 관련된 글을 봤기 때문이야.
한때 연료전지 관련 연구를 2~3년 정도 해왔던 터라 그 쪽에 관심 갖여줘서 고맙기도 하고 해서 한번 뱀다리 격으로 글을 써보기로 했어.
공대생이라 필력이 세렝게티 초원 임팔라 수준이니까.. 잘 부탁할께ㅠ
간단하게 연료전지에 대해서 이야기해볼까.
연료전지는 인류의 차세대 에너지 원으로 시작하는건 어디 네이버 지식in에서 긁어오는거고.
제일 주요한 반응은 수소랑 산소랑 합체! 해서 물되는건데 반응 메커니즘을 보면 결코 그냥 합체하지 않는다는거지.
수소 분자가 산소 원자한테 전자를 건내주면서 나와 평생함께 해주오 라고 말하며 폭풍 반응을 통해서 물이 되는데,
그 과정에서 우리는 그 전자를 낚아채서 잠깐 회로에 넣고 뺑뺑이 돌려서 전기를 뽑아낸 다음 돌려준다는 거지. 고리대금업이랑 비슷하다고 해야하나..
여튼 연료전지를 돌리려면 산소랑 수소가 있어야 하는데, 산소가 어디에 얼마나 있는지는 다들 알테고. 문제는 소수지.
수소가 왜 문제되는지는 설명하자면.. 말머리에 노잼을 붙여야될거같아서 요청이 들어오면 설명하도록 할께.
중요한건 앞에 쓴 물분해를 통해 수소를 공급하는 연료전지에 대한 뱀다리니까.
내가 연구한 파트는 앞선 멍멍개소리야 형이 고민한 수소공급 관련이야.
아마 10년 내로 완성될 수 있는 가장 가까운 해결책으로 연구 중에 있고, 우리 연구실에서 했던게 뭐였냐면, 메탄올 분해를 통한 수소 공급이야.
뭔 개솔이냐 하면 메탄올을 토막살인해서 수소만 챙기고 남는 탄소랑 산소는 이산화탄소로 만든다는거지.
휘발류 태우는거랑 똑같이 이산화탄소가 나오긴 하는데 똑같은 엔진 출력으로 1/300 인가.엄청 적어.
흔히 기업이나 정부에서 이야기하는 친환경/신기술/미래지향적 뭐 어쩌고 저쩌고 그냥 짱짱 좋은거지.
거기다 우리 연구실이 더 짱짱이였던건, 다른 메탄올 반응기는 최적화 온도를 유지하기 위해 식혀주거나, 댑혀주거나 했어야 했어.
메탄올에서 수소랑 이산화탄소 만드는 방법이 다양하고, 방법에 따라 열이 나기도, 열을 흡수하기도 했거든.
쾌적한 수면 온도를 맞추기 위해 에어컨 빵빵틀지 난로를 빵빵틀지는 사람마다 다른 것처럼.
여튼 우리 연구실은
뭐 시발 그런거 다 조ㅋ까ㅋ 였어.
원리는 간단해. 진리의 후라이드반 양념반 무많이. 발열하고 흡열하고 적절히 섞어서 서로 쎔쎔이 치는거지.
그럼 항상 최적화 온도를 자기 알아서 맞춰서 효율 만땅으로 메탄올 떨어지거나, 연료전지 수명 다될때까지 돌아간다는거지.
사실 이게 보통 힘든게 아니었거든. 수소 한개 만드는데 탄소는 0.278개, 산소는 0.481개 이렇게 반응을 해야하는 미묘한 밸런스를 최초로 찾아낸게
우리 연구실이었거든. 슈발 탄소 0.278개가 어딨냐 븅신아 라고 하면. 수소 1000개에 탄소 278개, 산소 481개랑 같은 소리지.
용돈으로 만원 한장받을래, 500원짜리 20개 받을지와 같은 이야기니까 그 질문은 잠시 마음 속에 접어놓도록 해.
사실 이 원리는 70년대던가.. 완전 캐옛날부터 이론상 존재했던 이야기야. 수많은 과학자들이 이론상으로 꿈꾸던게 기술적, 물질적 한계로
여태까지 개발이 안되고 있었던거지. 그걸 최초로 가능하다 라고 검증하고, 개발했던게 우리 연구실(사실은 우리 교수님ㄷㄷㄷ)이 었어.
교수님도 거의 80년대던가 90년대 초반에 생각은 해두셨는데 시뮬레이션도 안되고, 이론을 재현할 방법이 없다가. 요즘 컴터가 보통이 아니어야지.
머리카락 굵기만한 촉매 하나의 표면에서 일어나는 물질들의 코와붕가도 예측가능한 시대가 왔으니 본격 연구가 시작되면서 결국 교수님 원하는데로
만들 수 있는 단계까지 도달했어. 결국 2008년이가 2009년에 국내의 유명한 ○○자동차랑 기술협약을 해서, 우리 장치를 장착한 차를 최초로 만들게 되었어.
차 한대값이 2억인가 그랬지. 왜냐면 거기 들어가는 촉매가 백금이었거든. 그것도 순수 백금 10kg인가 뭐 그랬을꺼야.
그때는 내가 연구실 들어가기 전이라서 듣기로만 했지만, 처음에 스타트는 느리긴해도 속도가 붙으니 생각보다 잘 달렸데.
근데 엄청난 결함이 발견되지.
속도방지턱을 넘고 덜컹 하는 순간, 으앙ㅠ 차가 멈춘거야.
이유는 백금촉매가 반응을 잘 하라고 구멍을 숭숭 뚫어놓은 벌집마냥 만들어놨는데.
그게 속도방지턱 넘는 충격에도 깨진다는거지ㅠ 백금이 아무리 단단한 녀석이라도 알류미늄 호일마냥 너무 얇팍하게 만든게 잘못이었어..
그런다고 두께를 키우면 그만큼 효율이 안나와서 백금 넣는양이 따따블로 증가하니ㅠ 차값이 비행기값이 되려하는거야.
결국 야잇 개객기들아 하며 ○○자동차로 부터 쫒겨날 수 밖에 없었데ㅠ
결국 백금은 버리고, 값싼 구리로 그 촉매를 대신할 수 있는 기술이 있었고 그걸 응용한 기술을 연구 중인데.
재작년에 나는 취업한답시고 연구실 그만두고 대학 졸업해버려서 어떻게 됐는지 모르겠다ㅠ
예전과 달리 대학원 간다고 취업 빠방! 진급 빠방! 하는 시절이 아니니까 다들 일찍이부터 취업준비한다고 대학원 진학율이 점점 떨어지고..
결국 10여년 넘게 교수님하고 연구하던 박사 형만 이제 연구실을 지키고 있다고 들었어ㅠ 안타까운 현실이지.
그래도 그 형은 교수님 수제자라서 여러 연구시설에서 와달라고 러브콜이 1년에도 몇번씩 온다니까 좋은 일이겠지ㅠ
여튼, 연료전지 관련된 연구는 우리나라에서도 하고 있고 세계적으로도 엄청 하고 있어.
아직 시중에 내놓기에는 너무 터무니 없이 비싸고, 기술적 한계로 아직 우리가 쓰질 못하는거 뿐이지ㅠ
그러니 아직 대학진학 하지 않은 읽게이들이나 공대에서 열심히 공부하고 있는 읽게이들은 모두 대한민국의 기술 발전을 위해..
미국이나 기술명문 독일. 하다못해 옆나라 일본의 우수한 공과대학으로 진학하길 추천해.
연구환경이 급이 안되게 좋이니까ㅋ 그리고 다시 돌아와서 한국 기술 발전에 이바지해주길 바래ㅎ
그럼 여기서 글 줄일께, 되도안한 공돌이 글 봐줬다면 모두들 고마워!
3줄 요약.
1. 연료전지 짱짱. 지금도 개발 중.
2. 근데 상용화는 존나 멀었음.
3. 모두들 공돌이 되세요.
와 쓰고보니 졸라 기네.. 안 읽어봐도 할말이 없다ㅠ
좀 더 기회가 된다면, 본격 공돌이 LIFE를 읽판에 한번 써보고 싶어..
23개의 댓글
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酒酒
Pajix
ㅁ
돈이 좀 더 들더라도 백금을 10kg씩 쓰는데 비하면 큰 비용도 아닐테고
Pajix
차가운도시돼지
원가절감을 위해서라면 못하는게 없는 놈들
Pajix
근데 자동차 회사를 욕하기엔 우리가 너무 부실했었어; 그러니 차 회사에 대해선 뭐라 할말이 없지;
그 쪽에서 연료전지랑 차 다 만들어줬을껄. 그야말로 자본의 98% 대줬지만 우리가 개판친거라고 생각해.
기업도 뭐 차세대 기술에 대한 투자를 몇%이상해야하는 법적인 뭐가 있어서 우리랑 억지로 한거겠지만..
여튼 한번은 해볼 만 했으나 그 비용이 미친듯이 컸었다는게 아쉬운 점이지.
조금만 더 기술 보완해서 한 5년 뒤였으면 모르겠다. 그나마 미래가 보이는 실험정도는 됐겠지ㅠ
한숨만쉰다
Pajix
뭐 비유가 그런거지 실제로는 아니구.. :(
asd
수소를 만드는 에너지는 결국 화학연료나 원자력으로 수소를 만들가능성이 다분하고
결국 에너지를 써서 수소를 만드는건데
그냥 화학연료, 원자력 으로 만든 에너지를 바로쓰는게 더 효율좋은거 아닌가?
Pajix
근데 우리가 잘 쓰는 형태인. 화학연료나 원자력은 일단 연소를 통해 화학에너지를 열에너지로 바꾸고 그걸 운동에너지 바꿔서 차로 돌리든 혹은 발전기를 통해 전기에너지로 돌리는 몇번의 에너지 형태를 바꿔야 되는데. 그게 100%가 아니라서ㅠ 자동차 엔진같이 화학 -> 운동만 해도 손실이 30~40% 사이로 꽤 큰거든. 원자력도 초기 에너지가 미친듯이 커서 그렇지 그걸로 전기 만든다고 했을 때. 전환율이 90% 넘고 그렇지 않을꺼야; 자세한건 원자력 전공이 알겠지?
짜잉짜잉
값싼 발전이 우선 되어하는거 아냐?
지금 하면 수소 만드는 비용이 더 비싸서 힘들자나...
Pajix
백금촉매 20g만드는데 약품만 26만원 드는데, 구리촉매는 만드는데 2300원ㅋ 근데 솔찍히 성능이 좀 넘사벽이였어ㅠ
백금은 발로 만들어도 98%인데, 구리 촉매는 진짜 장잉정신발휘해서 14시간동안 집중해도 잘하면 96%. 여차 실수하면 91%. 좀 실수가 많음 80~60%대로 효율이 나락으로 떨어졌어ㅠ
저런 구리 촉매만 제대로 만드는 기술만 있으면 대박이지. 지금 상용화된 CuO-CeO2 촉매의 최고가 96%인가. 그것도 70년대 만들어진 촉매야. 그거 특허가지고 있는 회사가 시약이랑 GC(gas chromato-graphy) 로 유명한 알드리치社(이름 맞나?) 일꺼야.
아홉꼬리
Pajix
Nafion
membrane을 어떤걸로 쓴거야??
촉매 효율도 중요할꺼 같지만 membrane도 중요하다고 보는데?
Pajix
투디만세
Pajix
근데
연료전지를 쓰는 이유가 '연료전지가 신 에너지원이다' 라는 이유때문이라고 했잖아
그런데 결국에 연료전지에 쓰이는 연료를 만드는데도 에너지가 들지 않음?
예를들어 수소를 대량생산 할 수 있을정도로 포집하는데에 에너지가 들텐데, 그 에너지는 어디서끌어옴?
Pajix
이게 우리 연구실이 탑 먹었던 이유였거든.
오오..
고체산화물연료전지 연구중이야 아직 공부한지 얼마 안되서 잘은 모르지만
여기서 이런게 나오다니 너무 감동스럽다 ㅜㅜ
연료전지 짱짱맨
오오..
이거 같은 경우는 저온에서 하기 때문에 촉매활성도가 높은 비싼 백금 같은 촉매가 많이 필요해
나는 800도에서 구동하는 발전용 연료전지를 연구해 우리는 수소가 아니라 이론상으로는 메탄으로도 구동가능하고 (문제는 많지만)
백금 촉매가 아니라 단순히 니켈이나 세라믹 촉매를 이용해서도 연구 할 수 있지. 단 고온이라 장기내구성에 연구가 필요하지
같은 연료전지 연구하는 게이로써 힘내자 짱짱맨
Pajix
집에서 대학원 진학을 반대해서 어쩔 수 없었지.. 연구한다고 고생이 많을테지. 힘내자구!