세상을 만드는 물질 중 첫 번째 원소

아주 오랜 옛날부터 사람들은 이 세상이 무엇으로 만들어졌을지 궁금해했습니다. 탈레스는 이 세상을 이루는 근본 요소가 물이라고 생각했고, 아낙시메네스는 공기라고 여겼으며, 헤라클레이토스는 불이라고 주장했습니다. 과학이 발달하면서 세상은 100개 정도의 원소로 만들어졌다는 것이 밝혀습니다. 원소 주기율표의 119개 원소 중 자연에 존재하는 것은 92개이고, 이 세상 모든 것은 이 원소들이 이리저리 연결되어 만들어졌습니다. 그중에서 가장 작은 원소가 바로 수소입니다.

수소는 원자핵에 양성자 1개만 가진 보통의 수소, 양성자 1개에 중성자 1개가 붙은 중수소, 양성자 1개에 중성자가 2개인 삼중 수소, 이렇게 세 가지 형태의 동위 원소가 존재합니다. 자연에 존재하는 수소의 99.98%가 중성자가 없는 보통의 수소이고 0.02%가 중수소입니다. 삼중 수소는 불안정해서 자연에 거의 존재하지 않고 인공적으로 만듭니다.

물이 풍부한 지구에서 수소는 무궁무진한 에너지

오늘날 세계는 해마다 1.2억 톤 정도의 수소를 생산하고 있습니다. 수소는 암모니아 생산(55%), 석유 정제(25%), 메탄올 생산(10%)에 주로 사용됩니다. 수소를 에너지원으로 쓰는 비중은 얼마 되지 않지만 다가올 미래에는 수소가 화석 연료의 빈자리를 메꿔 줄 중요한 에너지원이자 에너지 매개체로 활용될 예정입니다. 화석 연료 의존도를 낮추기 위해 이용하는 에너지에는 태양광 발전, 풍력 발전 등의 신재생 에너지가 있습니다. 이미 널리 많이 쓰이고 있지만, 이들 에너지는 날씨와 기후의 영향을 많이 받아 필요한 양보다 발전량이 적거나 너무 많을 수 있다는 단점이 있습니다. 발전량이 필요 이상으로 많을 때, 수소가 도움이 됩니다.

전기는 모아 두기 힘들지만, 남은 전기로 물을 전기 분해해서 수소로 만들면 보관이 쉬워집니다. 수소로 암모니아를 만들 수도, 암모니아를 다시 수소로 만들 수도 있습니다. 수소를 도시 가스에 섞으면 에너지 효율이 높아집니다. 철을 만드는 데 수소를 사용하는 방법도 계속 연구 중입니다. 이렇게 수소 활용법을 계속 늘려가면, 화석 연료를 덜 쓰면서도 지금처럼 에너지를 편리하게 사용할 수 있겠지요. 지구 대기 중에는 수소가 많지 않지만, 지구 표면의 3분의 2가 바다, 물로 채워져 있다는 것을 잊지 마세요.