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FINE_CHEMI 2015. 6. 1. 08:36

<과학교사가 알려주는 원소이야기 1.> 제일 가벼운 원소, 수소

 

 

<과학교사가 알려주는 원소이야기 1.>  제일 가벼운 원소, 수소

 

 

안녕하세요. 저는 앞으로 삼성정밀화학 블로그에서 과학의 기본이 되는 여러가지 원소들의 흥미진진한 역사부터 우리 생활 곳곳에서 사용되는 숨은 이야기들을 자유롭게 들려드리고자 하는 수원 영동중학교 과학교사 정은희라고 합니다. 원소들의 놀라운 이야기를 알게되면 과학이 조금 더 친근하게 다가 오실 거에요. 기대해주세요. :D

 

얼마 전에 포스텍 신소재공학과 김종규 교수 연구팀과 성균관대 박종혁 교수팀이 공동으로 수소 대량생산이 가능한 나노소재를 발견했다는 소식이 들려왔습니다. 한정된 에너지 자원으로 인한 국가적 분쟁이나 환경 오염이 논란이 되는 상황에서 석유나 가스(LNG, LPG)를 대체할 수 있는 차세대 에너지인 수소에너지의 대량생산은 반가운 소식이 아닐 수 없습니다!! 

그럼 수소에너지의 기본인 '수소'에 대해서 알아볼까요?

 

 

 

가장 처음 만들어진 원소, 수소

 

우주 전체에서 70% 이상을 차지하고 있는 수소는 빅뱅으로 인해 가장 먼저 생긴 원소입니다. 수소라는 이름은 1776년에 영국의 캐번디시가 그리스어 hydro() genes(생기다)을 합쳐 hydrogen이라고 명명하기 시작하면서부터 불리기 시작했습니다. 

주기율표의 원자번호 1번인 수소는 양성자 1개와 전자 1개로 이루어진 가장 단순한 구조입니다수소는 대부분의 원소와 화합물을 형성할 수 있기 때문에 순수한 상태가 아닌, 주로 화합물 상태로 존재합니다.

 

 가장 가벼운 기체, 수소 

수소 기체는 무색/무취라는 점과 무게가 공기의 14분의 1밖에 되지 않는다고 해요...가볍다니갑자기 수소가 부러워집니다!

이처럼 수소 기체는 가볍기 때문에 같은 온도일 경우 확산 속도가 어떤 기체보다도 빠릅니다. 그래서 공기의 7배나 될 정도로 열도 잘 전달한답니다.

 

하지만 가볍다고 쉽게 보지 마세요.

수소기체는 스스로 연소하기 쉬운 기체로 공기나 산소와 접촉하면 발화에너지가 작아 아주 미세한 전기자극에도 쉽게 불이 붙고 폭발적인 연소 반응을 보입니다.

또, 높은 온도에서는 외부자극이 없어도 폭발한다고 해요. 가벼워서 공기에 뜨기 때문에 비행선에 많이 이용이 되었지만 이처럼 불에 타기 쉬운 성질로 인해 사고가 빈번했다고 해요. 그래서 이제는 수소 대신 헬륨을 쓴다고 합니다.

 

매력이 많은 원소이지만 조심해서 다루지 않으면 다칠 수 있습니다!

 

 

 선생님의 한마디

 

수소의 가장 큰 이슈는 에너지원이죠! 물론, 수소 자동차에 쓰이는 수소는 보통 물을 전기분해해서 만드는데 이때 사용되는 에너지가 수소 자동차를 움직이는 데 필요한 에너지보다 많거나 자동차에 수소를 싣고 다니기 위해서는 수소를 액화시켜야하는데, 이때 에너지가 필요할 뿐만 아니라 많은 양의 이산화탄소도 발생하기 때문에 비효율적이라는 주장도 많습니다.  그러나 수소 기체는 연소 후 물이 생성될 뿐 오염물질이 만들어지지 않는 무공해 연료이고, 수소는 지구에 매우 풍부하고 석유나 가스에 비해 에너지 효율이 높다(휘발유의 3)장점으로 인해 관심이 높아지고 있습니다.

지금도 많은 나라가 수소 에너지를 기반으로 한 수소발전소 설비와 수소자동차 상용화에 박차를 가하고 있습니다. 일본은 2015년에 수소자동차가 시판될 예정이라고 해요. 환경에 친화적인 에코카가 보급된다면 얼마나 좋을까요! 

 

 

 

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