대체 에너지원으로서 마그네슘

마그네슘은 지구상에서 매우 풍부한 자원 중 하나이다. 일본 도쿄 기술원(Tokyo Institute of Technology)의 Takashi Yabe 박사는 향후 30만년간 세계 에너지 수요를 충족시킬만한 충분한 마그네슘이 존재하고 있다고 말한다. 일반적으로 마그네슘을 추출하는 방법에는 전해법(Electrolytic Process)이나 Pidgeon 공정이라고 불리는 고온 처리방법 등이 있다. 그러나 마그네슘을 정제하기 위해서는 섭씨 4,000도에 이르는 고온이 필요하기 때문에 많은 비용과 에너지가 요구되어 쉽게 사용가능한 에너지원으로 생각하지 않았다.

이러한 공정상의 문제점을 해결하기 위해 Yabe박사는 섭씨 3,700도의 환경을 가장 쉽게 만들어 낼수 있으며 친환경적이고 경제적인 태양열을 활용하였다. 그는 집속형 태양열 집열기(Concentrating Solar Collectors)와 솔라펌프 레이저(Solar-pump Laser)를 사용하는 고온 추출방법을 고안하였다. 이때 사용되는 3,700도의 고온은 해수에서 추출할 수 있는 산화마그네슘을 태우기 위해 사용한다. 집속형 태양열 집열기 단독으로는 3,700도에 이르는 열을 생산할 수 없기 때문에 보조 수단으로 솔라펌프 레이저를 사용하였다.

과학자들은 해수로 부터 추출된 마그네슘을 에너지원으로 활용하기 위해 다양한 시도들이 계속 하고 있다. 최초로 충전가능한 리튬 배터리를 개발하였던 이스라엘 Bar-Ilan 대학의 Doron Aurbac 박사는 그의 연구팀과 함께 리튬-이온 전지를 기반으로 마그네슘 충전식 전지를 개발하고 있다. 또한 마그네슘-에어 연료전지 개발 전문업체인 MagPower사의 엔지니어들은 물과 공기를 사용하여 마그네슘 양극과 함께 반응시켜 전기를 생산하는 메탈-에어 전지를 개발하였다. 마그네슘-에어 연료전지(Magnesium-air Fuel Cell, MAFC) 는 일반적인 생리식염수(Saline Solution)나 해수과 같은 다양한 전해질을 사용할 수 있다. 그리고 MagPower사가 개발한 수소 억제제(Hydrogen Inhibitor)를 첨가하여 MAFC의 성능을 개선 할 수 있다. 수소 발생은 MAFC 성능에 좋지 않은 영향을 미치기 때문에 수소 억제제는 MAFC 시스템에서 중요한 역활을 한다.

MagPower사의 주장에 의하면 MAFC에 수소 억제제를 사용함으로서 전력 효율을 증가시킬수 있고 전지 저항을 낮출 수 있다. 또한 수소개싱(Hydrogen Gassing)으로 인한 체적 증가, 압력을 줄이거나 제거할 수 있으며 공정 안정성을 증가시킬 수 있다. 이 특허기술은 일반 산업 응용분야에 적용할 수 있으며 특히 금속 생산분야에 활용하면 전력 소비량을 저감 할 수 있다. 수소 억제제는 전기화학 반응시 수소 발생을 억제하여 전류 효율을 증가시켜 전력소비를 줄일 수 있다. 수소 억제제를 사용하여 개선할 수 있는 전기화학 공정은 전기도금(Electroplating), 아연 알카라인 배터리, 폐수 재활용 분야 등이다. MagPower사는 MAFC 시스템은 마그네슘, 산소, 해수의 전해질에 MagPower 특허기술인 수소 억제제를 결합하여 전기를 생산하는 친환경적인 무독성 대체 에너지 기술이라고 말한다. 지금까지 마그네슘-에어 기술은 수소 발생으로 인해 에너지 생산량이 제한을 받아 상용화 된 적이 없었다. 마그네슘은 매우 화학반응성이 높고 많은양의 에너지를 저장할 수 있다. 많은 연구원들은 좀 더 개선된 방법으로 마그네슘으로 부터 에너지를 추출하고 활용하기 위해 노력하고 있다.

출처 : http://www.physorg.com/news191259549.html