[5강 에너지] 대체연료

 언젠가 고갈될 화석연료와는 달리(지난 포스팅에서 이야기했듯, 자연이 새로운 화석연료를 만드는 데에는 3억년 정도의 시간이 걸린다.) 재생 가능한 에너지는 무한히 공급된다는 점에서 커다란 장점이 있다. 그렇다면 어디서 에너지를 얻느냐? 햇빛과 바람, 물, 식물 등에서이다.

 

1. 태양광 에너지

 태양전지 패널이나 광전지패널을 통해 햇빛을 모아 전기를 만들 수 있다. 태양전지는 두 겹의 실리콘 층으로 구성되는데, 하나는 소량의 인(P) 불순물을 포함하고, 다른 하나는 소량의 붕소(B)를 포함하고 있다. 광자(햇빛 입자)들이 두 층 사이의 경계에 충돌하면, 전자를 들뜨게 만들어 인이 포함된 위쪽 층으로 흐르게 하고, 결과적으로 그 층은 전자를 얻었으니? 그렇다. 음전하를 띠게 된다. 자연스럽게 아래쪽 층은 양전하를 띠게 된다. (역시 모든 것을 결정하는 전자) 즉, 패널이 햇빛에 의해 충전된 일종의 커다란 전지와 같이 작용하는 것이다. 이렇게 생긴 전류는 전선으로 직접 흐르고, 남은 전기는 저장소에 저장하거나 지역 전력 설비로 보내서 팔 수도 있다. 

 

 

공부할 때 중요하게 다뤄지지는 않았던 태양전지. p형과 n형이 있다는 것은 기억이 난다. 

 

2. 풍력 에너지

 현대의 풍력 발전은 풍차와 유사한 기술을 사용한다. 바람에 의해 날개가 돌아가며 발전기를 작동시키는 강철 축을 회전시키는데, 발전기는 보통 날개 뒤에 내장되어있다. 대부분의 발전기는 일반적으로 자석을 회전시켜 전자기장을 만들고 이를 통해 전기를 생산한다. 이 전자기장은 풍차에서 만들어져 큰 발전소로 가거나 가정용 배터리에 저장되기도 하고, 전기기구에 이용될 수도 있다. 풍력 전력의 전망은 밝은 편이나 경관을 해친다는 이유로 배척받았기에, 현재의 풍력 발전은 세계 에너지 공급량의 1%만을 차지한다. (물론 아닌 경우도 있다. 덴마크의 경우 풍력 에너지 시스템을 빠르게 정착시켜서 전체 전기의 25%를 풍력 발전으로 충당한다.)

 

3. 생물 연료

 루돌프 디젤은 1900년에 신종 엔진을 선보였는데, 이 엔진은 연료를 태우기 위해 불꽃을 이용하지 않고, 강한 압력을 가해 땅콩기름만으로 만든 연료를 점화했다. 현대의 디젤 엔진은 모두 식물성 기름을 연소시킬 수 있기 때문에 전 세계는 식물성 기름에 대한 연구를 활발하게 진행되고 있다고 한다. 에탈올은 주목받는 연료로, 옥수수와 같은 곡식에서 얻어지는 화합물이다. 하지만 최근의 연구는 옥수수로부터 얻을 수 있는 에너지보다 옥수수를 재배하고 가꾸고 에탄올로 바꾸는 과정에서 드는 화석연료의 에너지가 더 많다고 주장한다. (똥효율;;) 또한, 이미 에탈올을 연료로 쓸 수 있도록 만들어진 차가 있어도, 휘발유 중심의 미국 주유소 생태때문에 배척당하는 문제점도 지니고 있다.

 

 

똥효율의 오명을 쓴 옥수수. 아직 갈 길이 조금 멀어보인다.