수소는 주기율표에서 당당히 1번을 차지하고 있는 원소이자, 미래 청정 에너지 시대를 이끌어갈 주역입니다. 전 세계 땅속에 갇혀 있는 약 5조 톤의 천연 수소 중 단 몇 퍼센트만 추출할 수 있어도 인류가 향후 수백 년간 사용할 에너지를 충분히 충당할 수 있다고 합니다. 양성자 하나와 전자 하나로 구성된 가장 단순하면서도 가벼운 이 원소는, 지구상에서 단독으로 존재하기보다 물이나 유기화합물의 상태로 존재하며 우리 삶의 모든 곳에 스며들어 미래를 밝힐 준비를 하고 있습니다.

수소는 우주 전체 물질 질량의 75%를 차지하는 가장 풍부한 원소로, 무색, 무취, 무미하다는 특징을 지니고 있습니다.

인류가 수소의 존재를 명확히 인지하게 된 과정은 250여 년 전 두 학자의 열정에서 시작되었습니다. 1766년 헨리 캐번디시는 아연과 산의 반응으로 얻은 기체가 불에 잘 붙는다는 점을 발견해 '가연성 공기'라 명명했습니다. 이어 앙투안 라부아지에는 이 기체를 연소시켰을 때 물이 발생하는 현상을 과학적으로 증명해 냈습니다. 비로소 이 원소는 인류 역사에 이름을 올렸고, 오늘날 탄소 중립을 위한 가장 강력한 에너지원 중 하나로 진화하여 전 세계의 뜨거운 관심을 한 몸에 받고 있습니다.

수소차의 핵심인 수소 연료전지는 탄소 배출 없이 물과 전기, 열을 생산하는 놀라운 발전 장치입니다. 수소 연료전지 내부로 수소가 투입되면 전해질을 사이에 두고 수소 이온과 전자로 분리되며, 이때 전자가 도선을 따라 이동하는 과정에서 우리가 사용하는 전기가 만들어집니다. 반대편에서 들어온 산소는 수소 이온 및 전자와 다시 결합해 깨끗한 물로 변합니다. 이 과정에서 대기 오염 물질이 전혀 발생하지 않기에 수소는 기후 위기 시대에 화석 연료를 대체할 가장 완벽한 친환경 솔루션으로 꼽힙니다.

다만 수소의 생산 방식에 따라 친환경 등급이 나뉘는데, 궁극의 목표는 역시 그린 수소입니다. 화석 연료를 개질해 만드는 그레이 수소나 탄소 포집·활용·저장 기술(CCUS)을 더한 블루 수소와 달리, 그린 수소는 재생 에너지로 만든 전기로 물을 분해하는 수전해 기술을 통해 얻습니다. 이는 날씨에 따라 발전량이 변하는 태양광이나 풍력의 잉여 에너지를 수소로 저장했다가 필요할 때 다시 꺼내 쓸 수 있다는 점에서 더욱 중요합니다. 결국 수소는 불규칙한 자연의 에너지를 인류가 언제든 활용할 수 있게 돕는 저장소 역할을 합니다.

일각에서는 수소폭탄의 위험을 우려하기도 하지만, 우리가 사용하는 수소 연료는 폭발 기제와 종류가 완전히 달라 안심해도 좋습니다. 수소는 유출 즉시 대기 중으로 순식간에 확산될 만큼 가벼울 뿐만 아니라, 폭탄 제조에 필요한 초고온 상태는 일상적인 환경에서 결코 형성될 수 없기 때문입니다. 현재 한국에너지기술연구원을 포함한 수많은 연구진은 수소 생산의 밀도를 높이고 활용 범위를 넓히기 위해 끊임없이 정진하고 있습니다. 안전함과 효율성을 모두 갖춘 수소 에너지는 이미 우리 곁에서 새로운 시대의 서막을 열고 있습니다.