태양에너지로 철강 및 시멘트 제조
스위스 취리히 연방공대(ETH) 연구진은 최근 태양에너지로 섭씨 1000도를 넘는 고온을 구현하는 기술을 개발했다. 이 기술은 철강 및 시멘트와 같은 산업 공정에서 화석 연료를 대체할 잠재력을 가지고 있다. 연구진은 합성 석영을 사용해 태양 에너지를 효과적으로 가두는 장치를 개발했으며, 이를 통해 그린수소의 높은 비용 문제를 해결할 수 있는 가능성을 제시했다.
합성 석영의 혁신적 사용
합성 석영은 고순도 실리콘산화물로, 가시광뿐 아니라 자외선과 적외선 영역까지 투과하는 특징이 있다. 이 소재를 활용하여 태양광을 흡수하고, 열 트랩 효과를 통해 고온을 유지하는 방식으로 태양 에너지를 효율적으로 활용할 수 있게 되었다. 연구진은 합성 석영을 사용해 1000도를 초과하는 온도에서도 안정적으로 작동하는 것을 확인했다.
기존 기술과의 비교
기존의 집광형 태양열 발전소(CSP)는 많은 반사 거울을 통해 태양광을 모아 물이나 기름을 끓여 전기를 생산한다. 그러나 1000도 이상의 열을 생성하는 데에는 한계가 있었다. 이번 연구에서는 합성 석영을 활용하여 기존 기술보다 더 높은 효율을 달성했으며, 이는 기존의 태양광 수신기보다 적은 반사 거울로도 더 높은 온도를 구현할 수 있음을 의미한다.
산업적 활용 가능성
철강, 시멘트, 유리, 세라믹 등의 재료는 제조 공정에서 1000도 이상의 고온이 필요하다. 이러한 재료들은 자동차 엔진, 고층 빌딩 등 다양한 문물을 만드는 데 필수적이다. 연구진의 기술은 이러한 탄소집약적인 공정에 태양에너지를 직접 열 공급원으로 사용할 수 있는 길을 열어주며, 탄소 배출을 줄이는 데 기여할 수 있다.
경제적 및 환경적 이점
그린수소는 재생에너지로 생산된 수소로, 철강 산업에서 화석 연료를 대체할 수 있는 중요한 요소이다. 그러나 현재 그린수소의 높은 비용은 큰 문제로 지적되고 있다. 스위스 과학자들의 태양에너지를 활용한 고온 구현 기술은 이러한 경제적 부담을 줄이고, 더 나아가 환경적 이점까지 제공할 수 있다.
미래 전망
스위스 과학자들의 연구는 산업계에서 태양에너지를 효과적으로 활용할 수 있는 가능성을 열어준다. 이 기술은 향후 철강 및 시멘트 산업뿐만 아니라 다양한 고온을 필요로 하는 산업 공정에 적용될 수 있으며, 이는 전 세계 에너지 소비와 탄소 배출을 크게 줄이는 데 기여할 것으로 기대된다. 연구진은 이 기술이 더 발전하고 상용화되면, 지속 가능한 산업 혁신에 큰 역할을 할 것이라고 전망하고 있다.