미국 과학전문 사이트<사이언스 데일리> 29일자에 따르면 이 기술은 필요할 때 수소를 생산, 연료로 사용할 수 있는 획기적인 방식이다.
이 기술은 알루미늄이 산소를 끌어당기고 수소를 분리하는 원리를 이용했다. 갈륨은 알루미늄 표면에 산소가 붙는 것을 막는 역할을 한다. 퍼듀 연구진들은 이 합금을 연료 탱크에 저장할 수 있는 형태로 개발했다. 연료가 필요할 때 물을 넣어 반응시키고 수소를 생산하는 방법이다.
제리 우달 퍼듀대학 전기ㆍ컴퓨터 공학과 교수는 이 기술이 지난 5월 처음 소개된 이후부터 고밀도의 알루미늄을 함유한 합금을 개발했다. 우달 박사와 박사과정 중인 찰스 알렌, 제프리 지바스가 공동으로 연구 결과를 보고서로 작성했다.
최근 28%의 알루미늄과 72%의 갈륨을 혼합한 합금을 빠르게 식혀 만드는 방법이 개발됐다. 이를 ´준안정 원자 합금´이라고 부른다. 물과 섞으면 수소와 산화알루미늄, 열을 생산한다.
하지만 우달 박사와 연구팀은 80%의 알루미늄과 20%의 갈륨이 섞인 합금을 느리게 식혀 만들었다. 우달 박사는 "80-20 합금은 건조한 공기 중에서 좋은 상태를 유지한다"며 "물과 빠르게 반응해 수소를 형성한다"고 설명했다.
이 공정의 장점은 생산된 수소를 수송하거나 저장이 필요없다는 것이다. 또 연소 엔진에 적용할 수 있어 휴대용 잔디 깎는 기계, 비상용 발전기, 전기톱 등과 같은 장비에 동력을 제공할 수 있다.
합금의 갈륨 성분은 화학작용을 일으키지 않아 재사용할 수 있다. 우달 박사는 "알루미늄에 비해 갈륨 가격이 굉장히 높기 때문에 이 점은 특히 중요하다"며 "갈륨을 다시 사용할 수 있어 이 기술을 대규모로 상용화할 때 효과적일 것"이라고 전했다.
불순물이 섞인 갈륨의 가격은 전력 산업에서 사용되는 고순도 갈륨보다 몇 배 저렴하다.
알루미늄도 재활용이 가능하다. 알루미늄은 물과 반응 후 산화알루미늄(알루미나)으로 변한다. 재활용된 알루미늄은 더 저렴하게 구입할 수 있다.
이에 따라 산화알루미늄을 알루미늄으로 재활용하고 갈륨을 채취할 수 있도록 대형 재활용 시설도 필요하다. 퍼듀 연구진들은 기존 연료원과 경쟁적으로 과정을 만들기 위해서는 산화알루미늄을 재활용해 원자력발전소나 풍력발전과 같은 기반시설에 사용할 수 있을 것으로 내다봤다.
우달 박사는 "이 기술을 상업적으로 이용할 수 있다고 본다"고 주장했다. 미국은 100조kwh의 에너지를 생산할 만한 알루미늄이 충분하다. 미국이 35년간 필요한 전력과 맞먹는 셈이다. 불순물이 섞인 갈륨이 1파운드 당 10달러 이하로 만들 수 있다면 10억대의 자동차에 적용할 수 있다고 본다"고 말했다.
연구원들은 이 기술이 자동차나 트럭에 적용할 수 있다고 강조했다.
이 기술은 디젤 트럭에도 사용할 수 있다. 트럭의 화물을 운반하거나 차를 주정차할 때 엔진을 꺼놓고 있는 동안 에어컨이나 난방 등에 전력을 계속 공급할 수 있다.
그는 "표준 산업 기술이 순수 알루미늄을 파운드당 20센트의 알루미늄으로 만들 수 있다. 이 기술은 휘발유보다 결국 경제적일 것"이라고 말했다.
이 보고서는 오는 9월 7일 캘리포니아에서 열릴 제2회 에너지 나노기술 국제컨퍼런스에서 발표될 예정이다.
[이지폴뉴스] 이투뉴스-조민영기자 jo@e2news.com
조민영 기자
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