단열 처리된 스틸을 소재로 만든 직경 90㎝, 높이 75㎝, 중량 450㎏의 이 원통형 반응기는 실험실에서 단 10~20㎾의 햇빛으로 10개의 램프를 밝히는데 성공했어요. 물론 현실 세계에서 효용성을 가지려면 태양열 발전소처럼 지면에 수만 개의 반사경을 설치하고 햇빛을 반응기 내부로 반사시켜야 합니다.
이렇게 반응기로 유입된 빛은 일단 석영유리를 통과하게 돼요. 석영유리는 외부 공기가 반응기로 들어가 화학반응을 방해하지 못하도록 차단하는 역할을 합니다. 이후 빛이 한 지점으로 모아져서 온도가 1,650℃까지 올라가면 1차 반응로 내부로 투입되며, 그 순간 15개의 호퍼에 담겨 있던 산화아연(ZnO) 가루가 반응로로 주입됩니다.
그러면 태양열에너지의 복사열이 산화아연에 전달되면서 아연과 산소의 결합이 깨지면서 순수한 아연을 얻을 수 있어요. 2차 반응로가 바로 이 아연을 이용해 물(H₂O)에서 산소(O) 원자를 분리, 수소(H₂) 기체를 생성하는 겁니다. 수소는 직접 연료로 사용해도 되고, 연료전지를 활용해 전력으로 변환시킬 수도 있죠.
이론상 이 방식으로 태양에너지의 40%를 저장할 수 있습니다. 실험실에서의 설계실증 실험에서는 저장률이 3% 이하였지만 말이에요. 현재 이 반응기는 개념 실증 모델에 가깝지만 머지않아 더 큰 규모의 파일럿시스템이 개발될 수 있을 것으로 믿습니다.”
- 에릭 코프 미국 델라웨어대학 기계공학부 대학원생
GRAFSTRR Gravity-Fed Solar-Thermochemical Receiver/Reactor의 약자.
호퍼 (hopper) 곡물, 석탄, 사료 등을 아래로 내려 보내기 위해 쓰이는 V자형 용기.
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