서산시는 올해 수소차 보급을 늘려 청정 환경 서산, 수소선도 도시 서산 구축에 앞장서겠다고 발표했다. 그러면서 “수소차는 차량 연료탱크에 저장된 수소와 공기 중 산소를 연료전지에서 반응시켜 전기를 생산하는 방식으로 구동되며, 이 과정에서 1시간 운행 시 26.9㎏의 청정공기를 내뿜어 달리는 공기청정기”라며, 올해 수소전기차 9대 보급에 1대당 3,250만 원 지원을 약속했다.

수소H는 ‘최고’라는 의미의 수식어가 가장 많이 붙는 원소다. 우주에 존재하는 모든 물질의 75%, 원자의 수로 보면 90%가 수소이다. 나머지는 대부분 헬륨이고, 만물을 구성하는 다른 원소의 비율은 각 1%도 되지 않는다.

태양은 대부분 수소와 헬륨이다. 수소 원자는 양성자와 중성자로 이뤄진 핵과 주위의 전자로 구성돼 있지만, 중성자와 전자를 버리고 양성자 혼자 존재하는 경우가 많다. 그래서 가장 가볍다.

가볍다고 다루기 쉬울까? 아니, 가벼운 만큼 빠르다. 중력의 영향도 덜 받는다. 수소가 이동하는 속도는 대기에서 총알 속도의 두 배나 된다. 게다가 수소는 밀폐된 공간에 4%만 넘게 존재해도 산소와 폭발적으로 결합해서 가둬놓기도 어렵다.

최근 발생한 수소 저장 탱크 폭발 사건은 그 사실을 말해준다. 수소는 대부분 물질에 갇혀 있다. 수소를 친환경 에너지로 사용하려고 해도, 물질에 갇힌 수소를 꺼내기 위해 화석 에너지를 동원해야 하는 난점이 있다. 수소 경제가 완전한 친환경이라고 하기는 어렵다.

물(WATER)

1766년 캐번디시는 수소가 산소와 반응하며 물이 생성되는 것을 발견한다. 그 전까지는 물이 원소라고 알고 있었다. 결국 물은 화합물이고, 그 성분 중 하나인 수소가 원소라는 것을 알아내 수소 발견자가 되었다. 이름을 붙인 것은 라부아지에로, 1793년에 그리스어로 ‘물이 생긴다’라는 의미의 ‘Hydrogen’이라는 이름을 제안했다.

방사성 붕괴(RADIOACTIVE DECAY)

1914년 러더퍼드는 수소 원자핵이 입자 중에서 가장 작은 알갱이라는 것을 밝혔다. 질소 기체에 알파 입자인 핼륨핵을 충돌시켰을 때, 질소 원자핵이 깨지면서 수소 원자핵이 나왔다. 이를 통해 인류는, 모든 원자의 원자핵 속에 수소 원자핵인 양성자가 들어 있다는 사실을 알게 됐다.

에코(ECO)

수소 가스를 연소해 얻어지는 에너지는 다른 어떠한 연료보다 월등하게 크다. 게다가 연소 시 온실가스가 발생하지 않기에 친환경 에너지로서 부각되고 있다. 문제는 수소가 자연 상태에서 기체보다 다른 물질에 화합물로 더 많이 존재한다는 것이다. 현재로서는 수소를 추출하는 데 드는 에너지가 방출되는 에너지보다 크다. 현재 수소는 다른 산업 활동의 부산물로 얻는다.

폭발성(EXPLODE)

처음의 발견도 폭발에 기인했을 만큼, 수소는 태생적으로 폭발성이라는 위험성을 안고 있다. 공기 중에서 4~74%를 차지할 때, 가벼운 외부 자극에도 산소와 반응해 폭발한다. 1937년에 비행선 힌덴부르크호가 수소 가스의 폭발로 전소하고 만 사건이 유명하다. 흥미로운 건 수소만 있는 경우에 폭발성은 현저히 낮아진다는 사실이다.

융합(FUSION)

자연에서 세 가지 동위원소로 존재한다. 태양을 포함하여 대부분의 항성에서 일어나는 핵융합반응이 바로, 수소원자를 동위원소인 중수소Deuterium 또는 삼중수소Tritium로 융합하고, 이들을 헬륨 원자로 융합시키는 연속적인 핵융합반응이다.