부산대학교 사회환경시스템공학과 권순철 교수
[한국미디어뉴스통신=박주환 기자] 주기율표 가장 윗줄 왼쪽에 위치한 원자번호 1번은 원소기호로 H, 바로 수소다. 수소는 물 수자와 본디 소자가 합쳐져 ‘물을 구성하는 물질’이라는 의미를 가지고 있다. 수소는 꿈의 에너지이자 오염물질을 배출하지 않는 청정에너지다. 또한 수소는 결코 고갈되지 않는다. 화석연료는 에너지를 생성하는 과정에서 환경오염물질과 온실가스인 이산화탄소를 배출하지만 수소는 전기를 만들면서 부산물로 순수한 물만을 남긴다. 그리고 물은 다시 수소를 생산할 수 있는 원료가 된다. 물을 나누면 수소와 산소가 나오는데 수소와 산소를 결합하면 에너지와 물이 나오고 물을 분해하면 또 수소와 산소가 나오니 수소는 무한한 에너지라 할 수 있다.
부산대학교 사회환경시스템공학과 권순철 교수는 자연보존과 과학기술이 공존하는 친환경 수소에너지 개발에 앞장서 새로운 미래 가치를 창조해 나가는 데 일조하고 있다. 권 교수는 “최근의 에너지 패러다임은 탄소를 발생하는 화석연료의 사용을 줄이고 수소를 늘리는 쪽으로 향하고 있다. 수소는 태양빛이 있는 곳, 바람이 있는 곳, 그리고 파도가 있는 곳이라면 어디서든 만들어낼 수 있다. 수소에너지를 사용하는 것은 지구의 지속가능성을 위한 에너지의 진화로 궁극적으로 수소에너지를 사용하는 것은 탄소중립시대를 맞이한 에너지전환의 필연적인 흐름”이라고 강조했다.
수소에너지 시대가 본격적으로 도래하기 위한 핵심은 바로 연료전지다. 연료전지는 내부에 내연기관처럼 열에너지가 아닌 수소와 산소의 전기화학 방식으로 전기를 생산한다. 연료와 산화제를 화학적으로 반응시켜 전기를 발생시키는 장치가 아닌, 수소와 산소의 반응을 통해 전기를 발생시키는 발전기라 할 수 있다. 그린인프라 및 저영향 개발 기법을 활용한 전기 물분해 반응을 통해 수소를 생산하고, 수소연료전지를 구동하는 기술력으로 자립형 에너지 시스템의 수립을 통해 보다 진보된 수소 에너지 시스템을 구축해 가고 있는 권 교수는 특히 세계 최초로 물을 수소로 분해하고 다시 합치는 과정에서 발생하는 전기를 이용한 ‘워터보트’를 개발해 학계의 주목을 받았다. 수전해 시스템으로 수소를 생산하여 동력을 얻는 시도는 세계 최초이며, 수소연료전지를 선박에 이용한 것은 국내 최초의 시도다. 핵심 기술인 LID 기법(Low Impact Development, 저영향 개발기법)을 활용해 수소를 생산, 수소연료전지를 구동하는 기술은 LID 기법으로 집수된 우수 및 중수를 재활용하여 신재생 에너지 생산 및 저장시스템을 구축하는 기술로, 권 교수는 우수의 정화과정을 거쳐 정수를 제조한 후 전기 물 분해 반응으로 수소를 생산하고 수소연료전지를 구동해 건물 내 에너지원으로 사용하는 신재생에너지 시스템 구축을 목표로 하고 있다.
수소에너지가 화석연료를 대체하고 환경친화적인 에너지시스템 구축에 중요한 역할을 담당하기 위해서는 수소에너지를 경제적이고 안정적으로 생산할 수 있어야 하며 사용에 용이하게 저장되고 보급되어야 한다. 하지만 우리 수소에너지의 기술수준은 아직도 상용화 단계에 미치지 못하고 있으며 경제성을 갖기 위해선 많은 시일이 소요될 것으로 보인다. 권순철 교수는 조직적이고 체계적인 기술력을 확보하기 위해 부산대학교 기술지주회사인 케이워터크레프트를 설립, 친환경 연구 개발을 수행하며 인간과 자연이 공존하는 세상을 만들어가고 있다. 케이워터크래프트는 수전해 기반 에너지 저장 솔루션 기술을 보유한 기업으로, 산소발생 공기청정기, 수전해수소발전기 등을 생산하고 있다. 세계 최초로 물로 구동하는 에너지 자립형 수소보트인 ‘워터보트’를 개발하였으며, 물을 전기분해 할 때 발생하는 산소를 이용한 복합 집진/ 흡착 필터 방식의 산소발생 공기청정기인 ‘워터에어’도 개발했다. 또한, 장애인들이 연료충전에 대한 불편함 없이 편리하게 이동할 수 있도록 수전해 기반 에너지 생산저장 시스템을 이용한 ‘워터체어’라는 전동휠체어도 개발진행중이다.
영국의 물리화학자 프레드릭 소디는 모든 과학의 바탕은 바로 에너지라고 말했다. 고유가 지속, 석유 자원의 고갈 위기 등 전 세계적 초미의 관심 속에서 각국은 안정적 에너지 확보를 위해 전쟁 중이다. 친환경적이며 무한하고 어디에나 존재하는 수소. 수소는 인류의 미래를 보장하는 이상적인 에너지이며 수소에너지로 그려가는 미래는 이미 마련되고 있다. 지구온난화를 해결할 수 있는 깨끗하고 친환경적인 에너지를 꿈꾸는 많은 사람들에게 수소에너지는 탄소중립시대를 열어가기 위해 반드시 필요하다. 권순철 교수는 “다가오는 수소에너지 시대는 그 동안 탄소를 중심으로 구축되어 온 에너지 기반이 수소를 중심으로 전환되는 미래의 경제 시스템을 의미한다.”며 “앞으로도 에너지 산업 부양을 위한 기술개발에 매진해 국가 발전에 이바지하고 국민적 관심을 확대해 나가겠다.”고 의지를 피력했다.