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▲ 독일우주센터 관게자들이 인공태양 설비를 점검하고 있다. (사진=독일우주센터)
태양은 인간이 사용하는 것과 비교할 수 없을 만큼 강력한 에너지를 끊임없이 지구로 보내고 있다. 과학자들은 여러 개의 거울을 이용해서 이 태양 에너지를 모아 높은 온도와 에너지가 필요한 고온 물리학 연구에 활용해 왔다.
하지만 태양 에너지에도 단점이 있다. 밤이나 날씨가 흐릴 때는 에너지를 모으기 어렵다는 것이다. 그래서 과학자들은 인공광을 이용한 대안을 개발했다.
최근 독일우주센터(DLR)는 독일 율리히에 현재까지 만들어진 것 가운데 가장 강력한 인공 태양광 연구 시설을 완공했다.
'신라이트'(Synlight)라고 이름 붙인 이 장치는 149개의 7kW급 제논 단거리 아크 램프(Xenon short–arc lamp)를 연결해서 만든 것으로 11MW의 출력을 한 점에 집중시켜 엄청난 열을 발생시키는 장치다. 20x20cm의 좁은 공간에 320kW의 에너지를 모을 수 있는데, 이는 태양 복사 에너지의 1만 배에 달하는 수준이다.
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▲ 인공 태양을 통해 다양한 신소재 연구가 가능할 것으로 전망된다. (사진=독일우주센터)
이 장치를 이용하면 낮이든 밤이든 비가 오든 눈이 오든 상관없이 섭씨 3000도 이상의 고온 환경을 만들어 여러 가지 고온 관련 연구를 진행할 수 있다. 예를 들어 초고온 환경에서 버틸 수 있는 신소재 연구는 물론 고온 화학 반응 연구가 가능하다.
기대되는 연구 가운데 하나는 높은 열을 가해서 물에서 수소를 분리하는 것이다. 이렇게 얻은 수소는 대체 에너지로 활용할 수 있다. 다만 그러기 위해서는 효과적으로 수소를 분리할 수 있는 촉매 개발이 필요한데, 고온에서도 쉽게 분해되지 않고 수소를 분리해낼 수 있는 촉매 연구를 위해서는 태양열 발전소와 비슷한 연구 환경이 필요하다. 낮과 밤을 가리지 않고 연구 할 수 있는 신라이트가 필요한 부분이다. 효과적인 촉매와 공정이 개발되면 실제 태양광 집중 장치를 이용해서 태양에너지에서 수소를 생산할 수 있을 것이다.
신라이트의 개발비는 350만 유로(약 42억 3000만원)로 크기나 출력 대비 저렴한 편이다. 앞으로 거대한 전구를 여러 개 모아 놓은 듯한 독특한 외형을 가진 강력한 인공 태양을 통해서 여러 가지 신소재 및 기타 연구 결과가 나올 것으로 기대된다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
