석유와 천연가스를 지금과 같은 속도로 사용한다면 석유는 40년, 천연가스는 60년이면 고갈된다고 한다. 그런데 바다 속에는 우리가 가정에서 사용하는 도시가스의 주원료이기도 한 메탄이 `메탄 하이드레이트`라는 형태로 지구 곳곳에 매장돼 있다. 이는 인류가 200~500년 가량 사용 가능한 양이다. `하이드레이트`는 `물로 둘러싸이다`라는 의미의 화학 용어이다.
메탄 하이드레이트 덩어리는 얼음처럼 생겼지만, 불을 붙이면 활활 타올라서 `불타는 얼음`이라고도 부른다. 메탄가스는 가정의 조리·난방 연료로 사용하는 것 외에도 여러 곳에 사용된다.
메탄을 태우면 물과 이산화탄소만 나온다. 특히 이산화탄소의 발생량은 석탄이나 석유의 절반에도 미치지 않아 `청정에너지`라 부른다. 그래서 메탄 하이드레이트는 21세기 신에너지 자원으로 주목받고 있다. 메탄 하이드레이트는 1810년 영국의 화학자 험프리 데이비가 실험에서 가스가 물과 결합해서 얼음 같은 고체물질로 만들어질 수 있다는 것을 밝혀내면서 처음 알려졌다.
하지만 자연계에서 이것이 존재한다는 것은 당시로써는 누구도 생각하지 못했다. 자연계에서 메탄 하이드레이트의 존재가 발견된 것은 20세기 중엽 이후다. 1950년대 러시아에서는 파이프를 이용해 가스를 운송했는데, 종종 가스관이 막혀 파열되는 사고가 일어나곤 했다. 원인은 러시아의 추운 날씨와 가스관의 높은 압력 때문에 가스가 고체의 메탄 하이드레이트로 변해 가스관을 막았기 때문이다.
메탄 하이드레이트의 특이한 결정구조는 첨단 나노과학에도 많은 영향을 끼치고 있다. 1cc의 메탄 하이드레이트는 약 172cc에 이르는 엄청난 양의 메탄가스를 저장하고 있는데, 이 같은 구조는 수소자동차에서 많은 양의 수소를 안정적으로 저장할 수 있는 방법에 대해 여러 아이디어를 제공해 준다. 메탄 하이드레이트의 메탄이 있던 자리에 지구온난화를 일으키는 이산화탄소를 채워 넣어 저장할 수도 있어, 메탄 하이드레이트는 에너지와 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 친환경 물질이 될 수 있다.
생각 & 생각
▶초등
1.석유와 천연가스를 많이 사용하면 지구에 어떤 영향을 미치는지 기사에서 찾 아 쓰세요.
2.바다 속에 매장되어 있으면서 도시가스의 주원료인 에너지는 무엇인가요?
3.청정 에너지라 불리는 메탄 하이드에이트의 장점은 무엇인가요?
4.위 기사를 참고해 에너지를 절약하자는 내용으로 주장문을 써 보세요.
