이정수 전문가 - 가천대학교 ㅣ 궁금할 땐, 아하!

화학공학2024년 5월 26일 작성 됨

Q. 수소 차량은 폭발성 면에서 안전한가요??

최근 인천 가좌동에 액화수소충전소가 국내 최초로 건설되었습니다. 액화수소(액체화 시킨 수소)는 기존 기체 수소에 비해 충전속도가 빠르고, 대규모 운송이 가능해서 버스와 같은 대형차량에도 적합합니다. 액체 수소의 장점은 기체수소 대비 높은 안전성과 경제성에 있습니다. 액체 수소는 기체 수소를 영하 253도의 극저온 상태로 냉각해 액화한 수소입니다. 기존 기체 수소 방식에 비해 압력이 낮아 설비 안정성이 높습니다(기체를 충전하기 위해 드는 압력이 높아서 이는 자칫하다간 수소의 폭발로 이어질 수 있음). 또 기체수소는 400바 이상의 압력으로 수소를 저장해야 하는데 반해, 액화수소는 10바 이하의 저압으로 저장 운송이 가능하여 고압 탱크를 사용할 필요가 없습니다. 소비전력 또한 크게 줄어드는데 1kg의 기체수소를 버스에 충전할 때 약 5.5kW의 전력이 필요한 반면, 액화수소는 1kg 당 최대 소비전력이 1.7kW입니다. 앞으로 개선할 사항도 있습니다. 대용량 운송과 빠른 충전이 가능하다 하더라도 단점은 충전 가격입니다. 액체수소충전소의 수소가격은 1kg당 11,000원입니다. 초기 6000~7000원 이었다는 것을 고려하면 꽤 비싼 가격이라는 생각이 들기 마련이죠. 앞으로 수소 가격이 오를 가능성이 높고, 충전소도 부족한 점을 고려하면 아직까지는 아쉬운 편에 속하는 편입니다.

화학공학2024년 5월 24일 작성 됨

Q. 정화조 작업에서 질식사고가 제법 있던데 원인은?

정화조에서 나오는 가스는 보통 메탄가스입니다. 아무래도 대량의 오염물이 들어있기도 하면서 밀폐되어 있다보니 가스가 자동으로 생겨나는 것이지요. 이러한 질식사고가 자주 일어나는 조건은 밀폐된 공간, 오염된 물질(보통 썩은 물질이나 부패된 물질)이 많은 장소입니다. 예전에는 감자 창고에서 이러한 질식사고가 많이 일어났다고 합니다.

화학공학2024년 5월 24일 작성 됨

Q. 화약 최초 발견한 사람은 누구인지 궁금

화약을 최초로 발명된 곳은 중국 당나라 말(9세기) 입니다. 화약 제조에 대한 최초 기록은 송나라 (11세기)의 무경총요에서 찾아볼 수 있는데 10세기부터 화약을 사용하도록 화전, 대포, 화창 등이 만들어지고 13세기에 몽골 제국의 정복 전쟁의 영향으로 화약에 대한 지식이 아시아와 유럽 전역에 빠르게 퍼져 나갔다고 나와 있습니다. 조선에서 화약을 제조한 것은 최무선이라는 무신으로 상인 가문이기도 했어서 어릴적 중국에서 화포의 위력을 보고, 고려 백성들이 왜구에게 고통받는 현실을 타개하고자 화포를 개발했다고 합니다. 당시 쓰인 화약은 흑색 화약으로 질산칼륨 75%, 황 10%, 목탄 15% 라고 합니다. 이러한 제조법이 나온것은 여러 중국의 화약 기술서를 모아 분석해서 직접 만들어 실험해 본것이라고 합니다. 근데 가마솥에 재료를 넣고 가열하는 등 매우 위험했다고 알려져 있습니다. 황은 색염료로써 일본화산지대에서 구할 수 있었고, 목탄은 숯을 이용하고, 질산칼륨이 문제인데 이 제조 방식이 매우 핵심기술이며 비밀유지가 되어있어서 당시 원나라나 명나라에서 직접 제조 방법을 얻을 수 는 없었습니다. 그래서 당시 이원이라는 부유한 원나라 상인을 음식으로 구술려 제조방법을 얻을 수 있었다고 합니다. 질산칼륨을 초석 or 염초라고 부르는데 조선 전기와 중기에서 이 염초의 원료가 흙이었습니다. 이러한 흙은 처마 밑, 담장 아래, 아궁이 부근, 가정집 마당 등에서 얻을 수 있었는데 이렇게 확보한 흙을 물에 넣고 끓여서 식히면 염초를 얻을 수 있었습니다.