[화학 원소]수소(H)에 대한 모든 것

 

가볍다고 무시하다가 큰 코가 닥칠 원소가 있어요. 바로 수소(H)이죠. 수소는 우주에서 가장 가볍고, 제일 많은 원소인데 우리 생활과 산업에서 무척 중요한 역할을 해요. 옛날에는 비행선이나 기구를 띄울 때 사용되었지만 지금은 환경을 해치지 않는 친환경 에너지자원으로 주목받고 있답니다. 특히 수소 자동차와 수소 발전소가 개발되며 지구 온난화문제를 해결하거나 탄소 배출을 줄이기 위한 핵심 자원이 되었어요. 또한 수소는 우리가 매일 보는 태양에서 핵융합 반응을 통해 엄청한 에너지를 내뿜는 원소이기도 해요. 이 글에서는 수소의 특성과 역사, 차세대 에너지원으로 수소의 가능성등 수소(H)와 관련된 재미있는 이야기에 대해 살펴보도록 하겠습니다. 

 

1. 수소는 가장 가벼운 원소

수소는 원소 주기율표에서 맨 앞에 위치하는 원자 번호 1번이에요. 지구상에서 가장 간단한 구조를 지닌 원소로 원자핵에 양성자 1개와 전자 1개만을 가지고 있어요. 모든 원소중 가장 가벼운 원소이고, 우주에서도 무척 흔해요.

 

 

 

2. 기구와 비행선의 연료였던 수소

이렇게 가벼운 이유로 예전에는 기구나 비행선을 띄울 때 수소를 넣었어요. 하지만 지금은 넣지 않아요. 가연성이 강해 불이 붙으면 수소는 엄청난 폭발을 하거든요. 1937년 수소를 넣었던 독일 힌덴부르크 비행체 사고로 안타깝게 35명이 죽은 후 법적으로 하지 못하도록 막았죠. 지금은 폭발 위험이 없는 헬륨가스를 이용하지요.

수소를 연료로 넣었던 옛 비행선

 

 

 

 

3. 수소는 우주에 무척 많아요. 

수소는 우주에서 가장 풍부한 원소예요. 우주 질량의 75%를 차지하고 원자의 개수로는 90%를 차지한다고 하죠. 
우리가 늘 보는 태양도 거의 수소로 이루어져 있는데 수소의 핵융합으로 빛과 열을 내고 있답니다. 태양 내부에서 수소원자가 결합하여 헬륨원자로 변하며 엄청난 빛과 열을 생성하는 거죠. 이런 핵융합반응은 과학자들이 연구하는 미래 에너지 자원으로 이와 관련된 기술 개발이 왕성하게 진행중이랍니다.

 

수소의 핵융합으로 엄청난 빛과 열을 내는 태양

 

 

 

4. 차세대 청정 에너지원, 수소

과학자들은 이러한 수소에 무척 관심이 많아요. 고갈되어 가는 석유나 석탄과 같은 화석에너지를 대체할 대표 주자인거죠. 석유나 석탄은 연소할 때 환경을 해치는 물질이 많이 나오는데 수소는 탈 때 물이 나와요. 온실 가스 감축과 기후변화 대응을 위해 그야말로 환경을 해치지 않는 특급 에너지 자원인거죠. 대표적인 예가 거리에서 움직이는 수소자동차에요. 수소 자동차는 수소 연료전지를 이용해 공기중 산소와 결합해 전기를 발생시키는데 이때 연소과정에서 물만 배출한답니다.

수소 연료전지를 사용하는 수소 자동차

 

 

 

 

5. 수소의 어원과 역사

수소(Hydrogen)라는 이름은 그리스어에서 유래했어요. 물을 만드는 수소의 성질을 표현하기 위해 물을 뜻하는 히드로(hydro)와 만든다라는 제나오(gennao)를 합해서 이름이 탄생했죠. 1783년 프랑스 과학자 앙투안 라부아지에(Antoine Lavoisier)가 이름을 지었는데 그는  수소가 연소될 때 물이 만들어지는 것을 실험을 통해 증명했답니다.

수소를 연구하는 과학자

 

 

 

 

 

6. 마가린과 수소의 관계?

흥미롭게도 한때 밥에 비벼 먹기도 했던 마가린이 수소를 이용했다는 사실을 알고 있었나요? 
마가린은 식물성 기름을 수소에 반응시킨 음식이에요. 
나폴레옹 3세의 지시에 의해 값비싼 버터 대신 먹을 수 있는 음식을 프랑스 화학자인 이폴리트 무리에(Hippolyte Mège-Mouriès)가 만든 거지요. 이폴리트 무리에는 식물성 기름을 수소와 반응시켜 고체화하며 마가린을 발명했답니다. 수소는 오늘날 이런 마가린이외에도 다양한 식품을 가공하는 과정에서 중요한 역할을 하고 있어요. 

식물성 기름에 수소를 반응시켜 만든 마가린

 

 

 

 

7. 실험실에서 수소 만들기

여러분도 실험실에서 수소를 만들 수 있어요. 가장 간단한 방법 중 하나는 묽은 염산에 알루미늄 조각을 넣는 거지요. 이렇게 하면 화학 반응이 일어나며 수소가 발생한답니다. 물론 안전에 무척 주의해야하겠죠?

 

 

 

 

8. 수소의 미래와 전망

수소는 미래의 에너지원으로 무궁무진한 가능성을 가지고 있어요. 세계 여러 나라에서 인류의 지속 가능한 발전을 위해 수소 에너지 개발에 많은 연구를 진행하고 있죠. 앞으로 여러 산업에서 수소의 역할은 더욱 커질 것으로 보여요. 다가올 미래를 위한 수소 에너지 연구 여러분도 해보시는 건 어떤가요?

 

(사진출처: 픽사베이)