[기본] 애플의 수소 연료전지 배터리 = 폭발물???

아마 스크롤이 좀 될껍니다...

긴 글 보기 싫으시면 그냥 안보셔도 무방한 잡다한 내용입니다.








며칠전부터 기사가 오르내리고 있죠?

애플이 뭐 몇주간 쓰는 배터리를 특허냈다느니 뭐 어쨌다느니...


그런데 수소탱크 메고 다녀야겠네?

수소폭탄이네?


이런 댓글들도 보여서 한번 주절주절 써봅니다.



우선 의문점 하나,

과연 뉴스 기사에서 인터뷰하신 어디 과학대학의 교수님 말씀처럼 수소탱크를 메고 다녀야할까?

이 부분은 확실하게 ' 꼭 그렇지는 않다 ' 라고 말할 수 있습니다.

우선 연료전지는 다양한 종류가 있지만 기존에 휴대용 기기에는 DMFC(직접 메탄올 연료전지)를 연구하였지만...

연료원으로 사용되는 메탄올의 위험성과 시원치 않은 출력으로 인해서 어려움을 겪고 있으며...

이러는 사이에 연료원으로 수소를 사용하는 PEMFC(고분자 전해질 연료전지 혹은 수소이온 교환막 연료전지)가

빠르게 자리를 잡아가면서 휴대기기, 자동차, 가정용 등으로 가장 넓은 방면으로 연구 및 상용화 되고 있습니다.

왜 갑자기 이런 말을 하느냐...

그건 저도 잘 모르겠고...그냥 나온데로 쓴거라...


아무튼 해당 뉴스기사들에서 역시 수소 연료전지라고 거론한 것과 수소화 붕소 나트륨(Sodium Borohydride)을

거론한 것에서 PEMFC 이며, 수소탱크로 저장하지 않는다는 힌트가 벌써 나와있습니다.
(물론 관련 내용을 아는 분들만 알아보겠지만요)

무슨말이냐면...이 PEMFC의 연료원인 수소를 공급하기 위한 저장 방법은 그야말로 다양합니다.

보통 흔히 생각할 수 있는 가스통과 같은 형태로 고압으로 저장하는 방법이 일반적이지만

다른 형태로 저장을 하고 필요할 때 수소로 전환시켜 사용시키는 방법이 있습니다.

그 대표적인 사례가 바로 수소화 붕소 나트륨(Sodium Borohydride, NaBH₄)입니다.

보시다 싶이 화학기호로는

NaBH₄

나트륨 1개, 붕소 1개, 수소원자 4개(Na + B + H₄)가 붙어있는 형태입니다.

이 NaBH₄의 특이 사항으로는 물과 접촉하면 가수분해 반응을 일으켜 수소를 발생시킨다는 것인데...


N a B H ₄+ 2 H ₂O = N a B O ₂+ 4 H ₂+ (Heat)


즉, 이런겁니다...

가루, 혹은 알갱이와 같은 고체의 형태 혹은 수용액과 같은 액체의 형태로 저장해두었다가...

촉매 등을 이용하여 위와 같은 반응을 일으켜 필요할때만 수소를 발생시키는 겁니다.


물론 이와 같은 형태의 상용 제품이 존재합니다.

http://www.hes.sg/products.html

바로 싱가포르에 위치한 Horizon Energy Systems의 Aeropak 이라는 무인항공기(UAV)용 연료전지 시스템이

이와 같은 방법을 사용합니다. (국내에서도 이와 동일한 방법으로 훨씬 전에 무인기 비행에 성공했습니다)








의문점 둘,

과연 쉽게 폭발할까?

이건 앞에서 이어지는 내용인데...

물론 그렇게라도 발생한 수소에 불이 붙으면 어떻게 하느냐...라는 의문이 발생할 수 있는데

산소와 적절히 잘 섞여있는 수소의 자연발화점은 섭씨 약 585도 근처입니다.

그리고 리튬배터리는 잘은 모르겠지만 섭씨 약 68도 근방에서 부풀기 시작해서 약 177도에 도달하면 폭발한다는데

억지로 산소가 풍부한 위치에서 제품을 뜯어내서 발생된 수소에 불꽃을 튀겨준다거나...

제품 결함으로 수소가 누설되었는데 하필 주변에 불꽃이 튀거나 하지 않는 이상 일반적인 열에 대해서는

오히려 걱정하지 않아도 됩니다.

게다가 온도와 관련해서는 제품에서 발생한 열로 인하여 수소가 자연발화하기 한참 이전에 PEMFC의

이온 교환막이 열에 의해 손상되기 때문에 제품의 작동이 먼저 멈추게 됩니다...(이게 약 100~130도 사이)


또한 앞에서 말한 방식으로 수소를 필요할때 발생시켜 그때그때 사용하는 형태를 취하면...

약 100W 정도의 출력을 만들어 내기 위해서는 보통 연료전지에 분당 1.1~1.3리터(초당 18~22ml) 정도의 수소가

필요하게 되는데 이는 그렇게 많은 양이 아니기 때문에 고의로 수소를 모아서 불꽃을 튀기지 않는 이상은...


게다가 수소연료전지 자동차 역시 사고가 발생해서 수소 저장용기가 파괴되거나 일부가 누설되어도 폭발은

하지 않도록 하는 방지 기술에 대한 연구가 매우 활발하게 진행되고 있으니 터미네이터3였나? 거기에서처럼

크게 뻥~하니 터질 일은 없으니 걱정은 안하셔도 됩니다.








의문점 셋,

과연 애플이 처음?

' ~~~들은 애플이 연료전지 개발했다고 하겠지 어쩌고 저쩌고 ㅋㅋㅋ '

라면서 매우 즐거워 하시는 분들 댓글도 보이는데...

아직 나오지도 않았고 누가 그러지도 않았는데 미리 호들갑 떠시는데 예지능력이 있거나 혼자 상상하면서

즐거워 하시는 이런 분들의 밝고 긍정적으로 살아가시는 모습...퍽이나 존경스럽습니다.


아무튼 이 부분은

연료전지는 영국인 판사인 윌리엄 그로브 경이 1839년에 gas voltaic battery라는 이름으로 먼저 쨔잔~ 했고

최근 사례만 하더라도 앞에서 말한 것처럼...

크기는 좀 더 크지만 유사한 컨셉의 연료전지 시스템이 무인기 탑재용으로 개발되어 2009년 9월경에 상용화가

된 상태에 있으니...애플이 최초는 아니니까 너무 걱정들 안하셔도 됩니다.

정작 걱정해야할 부분은 연료전지 스택에 들어가는 나피온 등이 독점생산 체제라서 가격이 좀처럼 떨어질

생각을 하지 않는다는 부분을 걱정해야...








이외에도 크기 줄이는게 불가능하다, 상용화 불가능하다...라는 말이 있지만...

- 크기 줄이는거 가능합니다.
=> 다만 가격이 오를 뿐...

- 상용화 가능합니다.
=> 다만 가격이 더럽게 비싸서 그냥 배터리 쓰는게 싸게 먹힐 뿐...


등등...?




무작정 ' ㅋㅋ ' 치고 까는게 능사는 아니지요...






댓글 보고 추가합니다.

퍼온글이 아니라 이번에 석사 학위 심사를 통과했고(지금은 박사과정 지원한 상태구요...)

석사학위논문 주제가 수소화 붕소 나트륨을 이용하는 무인항공기용 연료전지 시스템 쪽이라서 그냥 얕은 지식 좀 풀어본겁니다.

의심가신다면 쪽지주세요.

학위논문이 정식으로 등록되면 링크해드릴께요...

[CleanOneShot]

좋은글엔 추천...(아는게 힘이다 라는걸 알게해주네요 ㅋ..)

[글리젠 마스터]

근데 전문가가 수소탱크를 메고 다녀야 한다고 했으니 역시 그쪽에 더 믿음이
일단 직접 나오지 않는한 모르겠네요

[KRADLE]

진짜 아는게 힘이라는 생각 하면서 스크롤 내렸는데 댓글이 ㅋㅋ
아는 사람은 다르군요...
근데 이 분도 수많은 젖문가중에 하나일 수도 있으니 전 보류해두겠습니다 ㅋㅋ

[주말의명화]

맨날 ㅈ문가만 보다가 진짜 제대로 된 글을 보니 눈정화가 되네요

[유리 카이리]

KRADLE // 이번에 석사학위 심사를 통과했고 석사 학위 논문 주제가 본문에 나온 수소화붕소나트륨을 이용하는 무인항공기용 연료전지 시스템 쪽이긴한데...뭐 알아서 판단해주세요.

[CleanOneShot]

ㄴ 진짜!!진짜가 나타낫다!!!!!!!!!!!!!!!

[Healing Planet]

좆문가를 가려내는 좆 문가