현무암으로 ‘수소’를 만들 수 있다!
현무암으로 ‘수소’를 만들 수 있다!
  • 임성희 기자
  • 승인 2022.03.03 14:06
  • 댓글 0
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[이슈메이커=임성희 기자] 

 

현무암으로 ‘수소’를 만들 수 있다!
 

“원시지구의 지화학적 진화과정 규명이 기대되며, 더불어 ‘수소 에너지’ 개발에도 기여하고 싶습니다” (사진=임성희 기자)
“원시지구의 지화학적 진화과정 규명이 기대되며, 더불어 ‘수소 에너지’ 개발에도 기여하고 싶습니다” (사진=임성희 기자)

 

 -현무암을 비롯한 (초)염기성암의 사문석화작용 연구
 -암석이 물을 만났을 때, 지화학적 의미와 환경적 가치

수소(H2)는 지구 표면에서 산소와 규소에 이어 세 번째로 많은 원소로 깨끗한 에너지 자원이다. 하지만, 대부분 물 분자나 유기 화합물에 결합되어 분자상태의 수소를 추출하는 게 관건이다. 탄소중립 시대, 수소 생산을 위한 다양한 연구들이 이뤄지고 있는 가운데, 암석에 주목한 연구자가 있다.

황화철(FeS) 연구에서 ‘우연히’ 수소발생 발견
황화철을 이용한 중금속의 제거와 염소계 유기물질의 분해로 박사 학위를 받은 정훈영 교수는 미국유학 후 포항가속기연구소에서 근무했고, 2010년 부산대에 부임했다. 황화철로 환경연구를 지속해 온 그는 황화철이 물과 반응해 수소가 발생하는 것에 주목했다. “수소가 생성될 수 있는 다양한 경로가 있지만, 황화철이 물과 반응하는 과정은 정말 흥미로웠습니다. ‘해수와 반응한 황화철이 원시생명의 에너지원인 수소 공급의 실마리가 되지 않을까?’라는 물음을 갖게 됐습니다.” 황화철 연구 중 수소생성의 비밀이라는 퍼즐을 맞추기 위해 골몰하던 그는 오히려 황화철이 큰 역할을 하지 못하지 않을까 의심했다. “황화철로 만들어낼 수 있는 수소량이 적어 원시지구의 지화학적 변화를 작동하기에 부족할 수 있다는 걸 알게 됐고, 대신 우연히 (초)염기성암에 주목하게 됐어요.” 

원시지구의 지화학적 진화과정 규명 기대 속 ‘수소 에너지’ 연구 주목
‘(초)염기성암의 사문석화작용 연구: 지화학적 중요도와 산업적 활용성’ 주제로 연구지원을 받게 된 정훈영 교수는 연구과정과 결과 모두에 거는 기대가 크다. “(초)염기성의 하나인 현무암은 해양지각의 주구성 암석으로 해수와 만나 사문석화 작용이 일어납니다. 이 과정에서 환원가스인 수소와 소량의 메탄이 발생하는데, 이로 인해 원시지구의 대기가 현재 금성과 비슷한 조성에서 환원형 대기로 바뀌었을 것이라는 가정을 할 수 있습니다. 환원가스는 초기 생명체인 고세균(古細菌)의 에너지원으로 생명의 탄생과 진화에 필수성분입니다. 이 연구과정이 생명의 신비를 풀어낼 수 있을지에 대한 기대가 큽니다.”라고 소개하며 그는 새로운 진실발견에 대한 기대와 흥분을 감추지 못했다. 또한 그는 “현무암은 제주도, 울릉도, 경기도 전곡 등 한반도에 광범위하게 분포하고 있기에 이것의 사문석화 과정을 통해 발생하는 수소를 에너지원으로 개발해 우리나라 그린에너지 성장에 기여하고 싶습니다.”라고 밝히며 산업적 활용성에 있어 효율적인 수소생산에 방점을 두었는데, 예를 들어 현무암 분말을 넣는 수소자동차 등 아이디어가 정말 기발하다. 정 교수는 기초과학자로서 산업적 활용도까지 챙기는 안목을 보였지만, 원시지구의 지화학적 진화과정을 규명해내겠다는 과학적 진실에 대한 열망이 더 컸다. “현재는 다양한 암석과 광물로 반응성을 스크리닝하고 있습니다. 추후에는 반응성이 높은 시료로 다양한 환경조건에서 사문석화 과정을 연구할 계획입니다. 연구가 계획대로 이루어진다면 좋은 저널에 논문을 게재할 수 있을 거라 기대하고 있습니다.”

정훈영 교수는 대학원생들이 좋은 연구 성과물을 내서 원하는 직장에 취업할 수 있도록 적극적으로 돕고 싶다는 마음을 밝혔다. (사진=임성희 기자)
정훈영 교수는 대학원생들이 좋은 연구 성과물을 내서 원하는 직장에 취업할 수 있도록 적극적으로 돕고 싶다는 마음을 밝혔다. (사진=임성희 기자)

 

“수리화학적 관점에서 녹조와 적조 현상 규명하고파”
정훈영 교수는 “과학의 속성은 실체와 가까워지는 노력이며, 어느 순간도 완벽이라는 것은 없습니다. 따라서 과학은 내가 배운 지식과 남들이 말하는 진실에 대한 의심으로부터 출발합니다.”라고 말하며 대학원생들이 과학자로서 흔들리지 않는 마음을 갖길 바랐다. “대학원생들이 좋은 연구 성과물을 내고, 이를 통해 좋은 직장에 취업하는 것이 제 바람이고 우리 연구실의 궁극적 지향점입니다. 더 나아가 국내 환경문제 해결에 도움이 되는 연구를 지속해나가고 싶습니다.” 그는 원자력 핵폐기물의 안정적 처분 방법과 지하수-지표수 및 지하수-해수 계면에서 지화학적 변화 연구를 후속연구로 진행하고 싶다며 “담수에서 녹조와 해수에서 적조를 기존의 미생물학적 관점이 아니라 수리화학적 관점에서 그 발생 원인을 규명하고, 근본적인 해결책까지 제공할 수 있는 연구를 하고 싶습니다.”라고 밝혔다. 세계적인 과학자들이 발견한 과학적 진실 속에는 ‘우연히’란 단어가 많이 등장한다. 정훈영 교수도 우연히 수소 연구를 시작했지만, 그 과정에서 그가 얻을 새로운 과학적 진실을 기대해본다.

 


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