美 연구진, ‘수소와 질소’ 융합 첫 성공…"수소·암모니아 생산 혁신 기대 속 ‘파국적 결과’ 우려도

미국 일리노이대 시카고캠퍼스(UIC) 연구진이 수소와 질소를 융합하는 데 성공했다고 미국 환경 전문 디지털 매체인 에코뉴스가 27일(현지시각) 보도했다.

이는 인류 역사상 처음 시도된 융합 방식으로 수소 연료 및 암모니아 생산 분야에 대대적인 변화를 가져올 가능성을 열었다는 점에서는 시선을 집중시키고 있지만 동시에 ‘파국적’ 결과를 초래할 위험성도 제기됐다.

에코뉴스에 따르면 UIC 엔지니어들은 농업 폐기물과 태양광 에너지를 활용해 물로부터 수소를 추출하는 신기술을 개발했다.

이 기술은 전통적 수소 생산법 대비 에너지 소모를 600% 절감하면서 소형 전지(AA 배터리)보다도 적은 전력을 사용해 수소를 생산할 수 있도록 했다. 수소 생산 과정에서는 농업 폐기물에서 얻은 바이오차(Biochar)를 활용해 전력 소비를 낮췄으며 발생하는 이산화탄소는 탄소 포집 시스템을 통해 회수해 음료 탄산화나 플라스틱 제조 등에 재활용할 수 있도록 설계됐다.
연구진은 또 질소와 수소를 결합해 암모니아를 만드는 과정에서도 기존 고온·고압 공정 대신 리튬 매개 합성 기술을 적용했다. 이 기술은 낮은 온도에서 재생 가능 조건으로 작동해 미국 에너지부의 산업 생산 기준을 충족했으며 생산 단가는 1톤당 450달러(약 61만5000원)로 기존 대비 60% 저렴하다고 밝혔다.

특히 암모니아를 수소 연료의 운반체로 활용하는 방안이 제시됐다. 암모니아로 수소를 운송한 뒤 목적지 시설에서 수소를 추출하는 방식은 수소 유통 비용과 위험성을 모두 줄일 수 있어 주목받고 있다.

하지만 이같은 기술 발전에는 심각한 환경적 우려도 따른다는 지적도 나왔다. 에코뉴스는 "수소와 질소의 융합은 다양한 이점을 제공하지만 심각하고 파괴적인 결과를 초래할 수 있다"고 지적했다. 수소 및 암모니아 대량 생산 과정에서 탄소 배출이 불가피하고 이를 적절히 관리하지 않을 경우 오히려 환경에 부정적인 영향을 줄 수 있다는 것.

경제적·사회적 파장도 예상된다. 전통적인 생산 방식을 대체하게 될 경우 관련 산업과 고용시장에 충격이 불가피하며 이를 완화하기 위한 사회적 영향 평가와 정책적 지원이 필요하다는 지적이 제기됐다. 바이오차 생산이 확산될 경우 농업 시장의 수요 조절과 지속가능한 농업 관행 마련도 필수적이라고 연구진은 강조했다.

UIC 연구팀은 "이번 수소-질소 융합 성공은 향후 친환경 수소 및 암모니아 생산의 새로운 길을 열 수 있다"면서도 "기술의 잠재적 재앙적 결과를 막기 위한 철저한 관리와 대응 전략이 함께 마련돼야 한다"고 밝혔다.


김현철 글로벌이코노믹 기자 rock@g-enews.com