d라이브러리

“우리가 드디어 세 번째 아이템을 찾은 것 같구나.” 

아저씨는 채윤이와 수호에게 낡은 나무 상자를 내밀었어요.

상자 뚜껑을 열자 안에서 초록색 아이템이 나타났지요.

“엇, 이게 세 번째 아이템?!”

●스토리 따라잡기 : 피젯스피너를 뺏기다!

기쁨도 잠시, 문득 채윤이는 무언가 이상하다는 생각이 들었어요.

‘그런데 아저씨는 저 상자를 어디서 찾은 거지?’

그때였어요. 갑자기 주변이 마구 흔들리고 칠흑 같은 어둠으로 뒤덮였어요.

그리고는 이내 강렬한 빛과 거센 바람이 얼굴을 덮쳤지요.

“윽, 으읍~, 수허야, 어디익…, 이써?”

“바아압, 바러 여페…, 이써어!”

힘겹게 눈을 뜨고 주변을 확인해 보니 둘은 자동차 안이었어요. 자동차는 경주 트랙을 빠른 속도로 달리고 있었지요. 수호가 차의 창문을 닫고서야 둘은 상황을 파악할 수 있었어요.

“어떻게 된 거지? 수호야, 혹시 피젯스피너 작동시켰어?”

“아니. 나한테 피젯스피너가 없어!”

“뭐라고? 앗, 저기 아저씨다!”

바로 앞 차에 아저씨가 보였어요. 그리고 세 번째 아이템이 아저씨의 손에 들려 있었지요.

“아저씨가 빼앗아 간 거야? 아저씨는 정말 우리의 적이었어!”

그 순간, 앞차가 덜컹하고 흔들리더니 채윤이와 수호가 탄 차 앞 유리에 물을 뿌렸어요.

“으악! 이 물은 대체 뭐지?”

● 통합과학 개념 이해하기 : 수소로 만든 전기로 움직인다, 수소연료전지차!

최근 미세먼지를 비롯한 대기오염이 큰 문제가 되면서, 친환경 자동차에 대한 관심이 높아지고 있어요. 그중에서도 수소연료전지차가 대안으로 떠오르고 있지요. 

수소연료전지차는 수소를 연료로 전기를 만드는 연료전지를 이용한 친환경 자동차예요. 수소와 산소를 반응시켜 전기를 만들지요. 수소는 물이나 화석연료, 생물체처럼 지구 어디에나 존재할 정도로 풍부한 자원이에요. 또 자동차 에너지원으로 쓰였을 때 이산화탄소 같은 오염물질을 만들지 않기 때문에 차세대 에너지원으로 주목받고 있답니다.

일반 자동차가 주유소에 가서 기름을 넣듯, 수소연료전지차는 충전소에서 수소 기체를 충전해요. 탱크에 채워진 수소 기체가 연료전지로 이동하면서 전기 에너지를 만드는 과정이 시작되지요. 연료전지는 ‘음극-촉매(백금)-전해질-촉매(백금)-양극’으로 구성돼 있어요. 관을 따라 움직인 수소 기체는 음극과 촉매, 전해질을 통과하면서 전자가 떨어져 나가고, 수소 이온이 돼요. 이후 계속 이동해 양극에 도착한 수소 이온이 산소 기체와 만나 반응하면 물이 만들어지면서 차 밖으로 나가게 된답니다. 

이 과정에서 만들어진 전자는 전선을 따라 계속 움직여요. 그럼 전자의 이동을 통해 일을 할 수 있는 전기 에너지가 만들어져 모터를 작동시키지요. 모터는 전기 에너지를 운동에너지로 바꾸는 역할을 해요. 그 결과 자동차는 운동 에너지를 이용해 움직이게 된답니다. 
 

● 통합과학 넓히기 : 골칫덩이 녹조류, 신재생에너지가 되다!

골칫덩이로만 여겨지던 녹조류가 새로운 에너지원으로 각광받고 있어요. 최근 연세대학교 류원형 교수 연구팀은 녹조류가 광합성을 할 때 만들어지는 전자를 효과적으로 추출할 수 있는 세포필름과 나노전극을 개발했거든요.

녹조류는 햇빛을 이용해 에너지를 만드는 광합성 작용을 해요. 이 과정에서 미세한 전기가 발생하는데, 이 전기를 추출하면 전기 에너지로 쓸 수 있지요. 하지만 양이 너무 적어서 그동안 활용하기에 어려움이 있었지요. 

류 교수 연구팀은 이를 해결하기 위해 수많은 녹조 세포들을 규칙적으로 배열해 하나의 얇은 세포필름을 개발했어요. 그리고 세포에 찔러 넣을 수 있는 나노 크기의 전극을 촘촘히 박아 기판을 만들었지요. 이후 나노전극 기판을 세포필름 위에 얹어 누른 결과, 100nA(나노암페어, 10억분의 1A) 이상의 전류를 만드는 데 성공했답니다. 

이외에도 신재생에너지를 개발하기 위한 과학자들의 연구가 이어지고 있어요. 지난해 12월, 한국해양과학기술원 강성균 박사팀이 해양미생물로 수소 기체를 만드는 방법을 생각해냈어요. 해수에 일산화탄소를 넣고 해양미생물을 촉매로 넣어주면, 발효가 일어나면서 수소 기체가 만들어지지요. 이 기술을 활용하면 화석 연료에서 수소 기체를 얻던 기존의 방법보다 지구를 오염시키지 않을 수 있어요.

또 똥과 오줌으로 전기 에너지를 만드는 방법도 있어요. 농촌진흥청은 지난 달 소의 똥으로 전기를 만드는 기술을 개발했지요. 미생물이 들어있는 연료전지에 가루로 만든 소 똥을 넣으면, 미생물이 이 똥을 먹고 소화하는 과정에서 전기와 물을 만드는 거예요. 영국의 바스대학교 화학공학과 미렐라 디로렌조 박사팀은 지난 2016년 오줌을 넣으면 세균이 반응해 전기를 만드는 연료전지를 개발하기도 했답니다.

● 스토리 

“으악, 아무래도 아저씨를 따라잡긴 어렵겠어.” 

“어떻게 해야 하지?”

그때였어요.

‘우르르 쾅쾅!’

천둥소리가 크게 나면서 아저씨가 탄 차에서 이상한 빛이 뿜어져 나왔어요.

“아무래도 아저씨가 피젯스피너에 아이템 세 개를 모두 끼우고 작동시킨 것 같아.”

갑자기 채윤이와 수호가 어디론가 빨려 들어가기 시작했어요.

“앗, 으아악~! 사람 살려!”