에너지,환경! 두 마리 토끼잡는 수소에너지
수소는 연소시 공해물질을 거의 배출하지 않고, 물을 원료로 제조할 수 있는 무한한 에너지원이며, 가스나 액체로서 쉽게 수송할 수 있고 고압가스, 액체수소, 금속수소화물 등의 다양한 형태로 저장이 용이하다. 수소를 산소와 반응시켜 발생시킨 열 또는 전기 에너지의 형태로 한 수소에너지는 가정, 전자, 철강 등 산업, 자동차 등 수송 분야로의 다양한 이용방법은 제시되어 있으나 아직까지 수소의 제조 및 저장기술이 확립되어 있지 않으므로 실용화된 사례는 없다.
수소에너지로의 활용을 위한 수소는 대부분 안정한 화합물 형태로 존재하고 있으므로 수소를 제조하기 위해서는 그 화합물을 분해하여야 하는데 이와 관련된 기술은 수소함유 화합물의 종류 및 분해방법에 따라 구분할 수 있다. 수소함유 화합물로는 화석연료와 물이 있으며 먼저 화석연료를 분해하기 위한 방법으로 고온에서 직접 열분해, 촉매를 이용한 수증기 개질 등이 있고, 물을 분해하기 위한 방법으로는 반응성이 높은 금속을 이용하는 기술, 빛이 조사되면 강력한 산화-환원작용을 일으키는 광촉매 및 태양에너지를 흡수하여 물과 유기물로부터 수소를 발생시키는 미생물을 이용하는 기술 이외에도 물을 고온에서 분해시키는 원자력을 이용한 기술 등이 있다.
현재, 상용화된 기술로 화석연료로부터 수소를 제조하고 또한 이를 액체나 고체로 저장하는 기술이 있으나 이는 화석연료로부터 수소를 제조하는 것이므로 미국, 유럽, 일본 등 선진국에서는 막대한 예산과 인력을 투입하여 광촉매 또는 미생물을 이용하여 물로부터 수소를 제조하는 등 미래의 에너지인 수소에너지 기술개발에 사활을 걸고 있다.
특허청 자료에 의하면, 수소제조 관련 특허출원은, 1970년부터 2003년까지 34년간 총 96건으로, 이 중 1999년부터 2003년까지 최근 5년간 특허출원이 64건, 총 출원의 66.7%를 나타내고 있으며 특히 2000년 이후부터 연평균증가율 46.4%의 급격한 증가추세를 기록하고 있어 이는 최근 대체에너지 및 환경에 대한 관심 제고로 수소제조 관련 출원이 증가하고 있음을 알 수 있다.
기술분야별 출원동향을 살펴보면, 수소제조 관련 총 출원건수 96건 중 화석연료의 개질 66건, 금속수소화물의 촉매작용 가수분해 9건, 금속과 물의 산화환원반응 8건 등의 순이며, 화석연료의 개질에 관한 출원이 전체 수소제조기술관련 출원에서 차지하는 비중은 68.8%이나 1998년 이전의 81.3%에 비해 현저히 낮아지고 있는 추세이며 이는 최근 수소제조에 관한 화석연료개질 이외의 여러분야에서 연구가 활발히 진행되고 있음을 반영하고 있다.
수소제조 관련 내외국인 출원 동향은 총 96건 중 내국인 출원이 26건으로 27.1%, 외국인 출원이 70건으로 72.9%를 차지하고 있다. 또한 기술 동향을 보면 내외국인 모두 화석연료의 개질에 관한 기술이 대부분을 차지하고 있으며 그 밖에 내국인은 광촉매를 이용한 물의 분해, 금속과 물의 산화환원반응 등의 순이며 외국인의 경우 금속수소화물의 촉매작용 가수분해, 금속 물의 산화환원반응 등의 순으로 되어있다.
우리나라를 비롯한 세계 각국은 환경을 황폐화시키는 화석연료로부터 벗어나 건강한 환경과 에너지라는 두 마리 토끼를 동시에 잡을 수 있는 수소에너지의 연구 개발에 총력을 기울이고 있다. 수소에너지와 관련하여 미국, 독일 등 선진국도 부분적으로 상용화된 분야를 제외하고는 아직까지 연구 및 개발이 초기단계에 머물고 있고 우리나라 역시 2003년도에 연료전지를 10대 성장동력의 하나로 선정, 기술개발에 박차를 가하고 있는 만큼 이 분야에 관한 많은 연구 및 개발이 이루어진다면 기술우위를 통한 국가경쟁력 향상에 이바지 할 것으로 예상된다.
특허청 개요
특허청은 특허와 실용 신안, 디자인(의장) 및 상표에 관한 사무와 이에 대한 심사, 심판 사무를 수행하는 산업통상자원부 소속 행정기관이다. 대전에 본부를 두고 있다. 조직은 기획조정관, 산업재산정책국, 정보기획국, 고객협력국, 상표디자인심사국, 기계금속건설심사국, 화학생명공학심사국, 전기전자심사국, 정보통신심사국으로 구성되어 있다. 소속기관으로 특허심판원과 특허청서울사무소, 국제지식재산연수원 등이 있다.
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