KPI뉴스 - 물 분해 기술, 장기 우주여행 길 열어

  • 맑음원주25.5℃
  • 맑음영덕21.1℃
  • 구름많음강진군25.9℃
  • 맑음수원26.2℃
  • 구름많음해남24.3℃
  • 맑음청송군25.0℃
  • 구름많음세종25.1℃
  • 구름많음남원26.4℃
  • 맑음광양시25.3℃
  • 구름많음순창군26.1℃
  • 맑음봉화25.1℃
  • 구름많음보령23.5℃
  • 맑음김해시26.0℃
  • 구름많음영광군23.6℃
  • 맑음서울26.5℃
  • 구름많음서산25.7℃
  • 맑음백령도21.2℃
  • 구름많음산청25.4℃
  • 맑음북춘천25.1℃
  • 구름많음고창24.7℃
  • 구름많음부여26.1℃
  • 구름많음의령군24.6℃
  • 맑음동해20.9℃
  • 맑음파주24.9℃
  • 맑음울진20.0℃
  • 구름많음장수26.6℃
  • 구름많음부산24.1℃
  • 맑음이천25.7℃
  • 구름많음보성군24.3℃
  • 맑음보은24.9℃
  • 맑음인제24.8℃
  • 구름많음밀양26.5℃
  • 맑음포항20.8℃
  • 구름많음울산23.0℃
  • 구름많음고산22.2℃
  • 맑음제천24.6℃
  • 맑음영천24.4℃
  • 구름많음순천24.4℃
  • 흐림서귀포23.4℃
  • 구름많음전주27.2℃
  • 구름많음군산25.6℃
  • 맑음인천24.8℃
  • 맑음북부산25.9℃
  • 구름많음임실26.0℃
  • 맑음영주24.5℃
  • 구름많음울릉도19.0℃
  • 맑음춘천25.1℃
  • 맑음철원24.8℃
  • 구름많음부안26.1℃
  • 구름많음장흥24.9℃
  • 구름많음광주26.5℃
  • 구름많음홍성26.1℃
  • 구름많음정읍26.0℃
  • 맑음추풍령23.6℃
  • 구름많음목포24.5℃
  • 맑음통영24.2℃
  • 맑음대관령24.0℃
  • 맑음창원22.9℃
  • 맑음속초21.3℃
  • 맑음강릉25.3℃
  • 구름많음진도군22.7℃
  • 맑음상주24.1℃
  • 구름많음금산26.4℃
  • 구름많음고흥25.0℃
  • 구름많음고창군25.5℃
  • 구름많음대구24.5℃
  • 맑음홍천25.9℃
  • 맑음북강릉23.1℃
  • 구름많음진주24.7℃
  • 맑음강화24.7℃
  • 맑음청주26.3℃
  • 맑음양평25.4℃
  • 흐림성산20.8℃
  • 구름많음함양군26.0℃
  • 구름많음거창24.8℃
  • 맑음서청주25.3℃
  • 맑음여수23.1℃
  • 맑음태백25.0℃
  • 구름많음제주21.5℃
  • 구름많음경주시26.3℃
  • 구름많음양산시26.4℃
  • 맑음정선군26.4℃
  • 맑음북창원26.1℃
  • 맑음천안25.6℃
  • 구름많음구미24.9℃
  • 구름많음거제23.3℃
  • 맑음동두천26.4℃
  • 구름많음완도25.2℃
  • 흐림흑산도21.2℃
  • 맑음문경24.4℃
  • 구름많음합천25.5℃
  • 맑음충주26.3℃
  • 맑음의성24.8℃
  • 맑음영월26.1℃
  • 맑음안동23.3℃
  • 맑음대전26.1℃

물 분해 기술, 장기 우주여행 길 열어

김문수
기사승인 : 2018-07-11 16:46:00
과학자들은 "이 새로운 연구 덕분에 우리는 오랫동안 지속 된 인간의 우주 비행에 한 발 더 다가 서고 있다"고 말했다.
▲ 나사의 우주비행사인 로버트 커빔은 2006년 12월

 

과학자들은 반도체와 햇빛을 이용해 마이크로중력의 상태에서 물을 산소와 수소로 전환했다. 이런 기술은 장기 우주 여행을 가능하게 할 수 있다.

 

연구진은 지구에서의 사용을 위해 이전에 다양한 물 분리 기술을 개발했다. 이들 중 가장 간단한 방법 중 한가지가 광촉매 작용(photocatalysis)이다. 이 기술은 전자 홀의 쌍을 만들기 위해 광자(빛의 입자), 반도체 물질 그리고 물을 사용한다.

 

물질이 광자를 흡수할 때, 자유전자(자유로이 움직이는 전자)가 방출된다. 이 반응으로 광자는 물에서 광자를 끌어내는데, 이것은 수소를 만들기 위해 자유전자와 결합한다. 이 때 방출된 전자로 형성된 기공은 물에서 나온 전자로 대체된다. 그리고 그것은 산소를 형성하기 위해 광자와 결합한다. 

 

이 시스템은 우주선의 수소 연료와 우주 비행사가 숨을 쉬는 데 필요한 산소를 동시에 생산할 수 있다.

 

이 기술이 마이크로중력 상태에서 작용할 수 있는지를 알기 위해 과학자들은 광촉매 작용 시스템을 드롭 타워 아래로 떨어뜨렸다. 어떤 물체가 자유낙할 때, 그것은 마이크로중력과 비슷한 조건을 경험한다. 

 

광촉매 작용은 촉매 물질 근처에서 기포 가 생성된다. 지상에서 부력은 그 기포들이 표면에 떠다니도록 한다. 그러나 마이크로중력 상태에서는 그 기포들이 여전히 촉매 물질 근처에 남는다. 

 

과학자들은 표면에 미세한 피라미드 같은 형상을 만들어 나노크기의 증대물을 촉매 물질의 미세구조로 만들 수 있었다. 이 때 질감은 기포를 피라미드 끝으로 이동시키고 자유롭게 해준다.

 

연구진은 이번 주 저널 잡지 '네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 설계 변화를 상세하게 설명했다.하지만 기술은 여전히 미완성이다. 과학자들은 거품을 촉매에서 분리 할 수 ​​있었지만 여전히 물에 남아 있다. 축적되는 거품은 수소 생산 공정의 효율을 감소시킨다.

 

연구진은 '더 컨버세이션(The Conversation)'에서 "이 문제에 관한 기술적인 해법은 우주에서 기술을 성공적으로 구현하는 열쇠가 될 것"이라며 "우주선을 회전시켜 원심력을 사용하여 가스를 솔루션에서 분리하는 가능성이 있다"고 썼다.

 

여기에는 물의 공급문제도 있다. 많은 양의 물을 발사하는 것이 많은 양의 연료를 운반하는 것보다 안전하지만 물은 무겁다. 장기간의 우주 여행에는 외부 출처가 필요하다. 결국 과학자들은 우주 채광 작업이 소행성 형태의 물을 확보할 수 있기를 희망하고 있다.

 

과학자들은 "이 새로운 연구 덕분에 우리는 오랫동안 지속 된 인간의 우주 비행에 한 발 더 가까이 다가 서고 있다"고 말했다.

 

UPI뉴스/ 김문수 기자 moonsu44@kpinews.kr

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]