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제목 2017-1학기 1차 콜로퀴엄 '미래에너지와 태양전지' 강연내용
글쓴이 관리자 작성일 2017-03-23 14:55:38
수정일
2017-04-03 09:59:00

2017-1학기 1차 콜로퀴엄 내용 정리

 

일정 : 2017.03.21.화요일 18:00 ~ 19:15

장소 : 베어드홀 103

강연주제 : 미래에너지와 태양전지

연사소속 : 한국에너지기술연구원 차세대전지원자기술센터

연사 : 김동석 박사

 

목차 :

1. 에너지의 이해

2. 에너지와 사회 변화

3. 태양전지의 이해

4. 미래에너지 이슈

 

에너지의 이해

-인류와 에너지-

인류의 기술의 발전은 에너지원의 개발로 인해 이루어졌다. 과거 원시시대부터 18세기까지는 나무자원, 인력, 가축을 에너지원으로 이용하였고, 18세기부터 석탄을 에너지원으로 사용하면서 엄청난 산업혁명이 이루어졌다, 그리고 현재는 석유, 천연가스, 원자력을 20세기부터 에너지원으로 주로 사용하고 있으며 미래는 수소와 신재생 에너지를 사용할 것으로 기대된다. 에너지의 활용이 높아질수록 인간의 활동범위가 넓어져 많은 발전을 가져왔다. 그러므로 우리는 미래에 더 발전하기 위해 새로운 에너지원의 개발이 시급하다. 기체상인 수소와 신재생 에너지의 문제점인 휴대성이동성과 에너지원으로 바로 적용시킬 수 있는 기술이다. 그래서 이 단점을 보완해 새로운 미래 에너지가 상용화되기를 목표로 전 세계에서 연구 중이다.

현재 가장 많이 사용되는 에너지원은 석유이며 이유는 다음과 같다.

) 어마어마한 양의 에너지를 가짐

) 에너지 저장이 용이

) 에너지 방출을 위해 산소와의 혼합이 요구됨 (기타 장치가 필요 없음)

) 다른 자원에 비해 많은 양

 

석유가 가장 저렴한 에너지원은 아니다, 그런데 지금의 우리는 석탄보다 석유를 많이 사용하고 석유는 다양한 형태로 우리와 공존하고 있다. 그렇다면 우리는 왜 석유를 많이 사용할까?

이유는 에너지 효율성과 쉬운 저장, 쉬운 사용 등에 있다. 석유는 가격대비 에너지가 많이 농축되어 효율이 좋고 전기나 다른 에너지원에 비해 이동성과 저장성이 좋아 어디에서나 이용이 가능하다. 그리고 석유는 별도의 장치 없이 산소와 바로바로 결합해 사용이 가능하므로 사용이 용이하다.

 

- 에너지를 고려할 때의 주요 요소-

) 에너지 효율성 ) 접근성 ) 가용성 ) 환경적 요소

=> 최근 가장 고려되는 것은 환경적 요소

 

-에너지 관련 상식!-

우리가 먹는 음식에도 상당한 양의 에너지를 보유한다. 그리고 가장 우수한 내열기관은 사실 인간이다.

 

미래에 순수태양에너지로만 달리는 자동차가 개발될 수 있을까?

답은 불가능하다!

 

 

2. 에너지와 사회변화

 

산업혁명 이후 에너지 사용량이 급격하게 증가하였다. 이로 인해 이산화탄소 급증, 빈익빈부익부 심화, 그리고 숲의 면적이 반으로 감소함에 따라 매년 녹색 기술 발전을 위해 투자해야 한다는 또 다른 문제를 초래했다. 석유, 석탄, 천연 가스는 앞으로 사용할 수 있는 양이 한계가 있기 때문에 에너지자원 확보 경쟁이 심각해 질 것이다. 에너지 확보가 곧 나라의 경쟁력과 직결되는 시대이기 때문에 환경에 유해하지 않으며 효율성이 좋고 이용이 쉬운 새로운 에너지원의 개발이 필요하다.

 

국제적으로 온실가스를 줄이기 위해 교토의정서, 파리협정 등으로 이산화탄소 배출량에 제한을 두고 있다.

 

-비전통 에너지원의 부상

최근 미국에서 개발된 셰일가스가 각광받고 있다. 이는 전통 화석연료와 완전히 다른 비전통 에너지원으로 세계에너지기구에서는 셰일가스의 개발로 가스 황금시대가 도래할 것으로 전망한다.”고 전했다. 하지만 여기서 생각해 보아야 할 것이 과연 이 셰일가스가 우리나라에는 있을까? 인데 안타깝게도 우리나라는 셰일가스도 없다고 한다.

셰일가스는 싼 가격으로 수소를 만들 수 있고, 석유의 가격 또한 이 셰일 가스로 인해 내리게 된 것에 의의가 있다. 셰일가스를 이용해 수소를 만들어 곧 수소의 시대가 도래할 것을 많은 사람들이 기대 중이라고 한다.

 

- 에너지 환경의 미래 트렌트 -> Code Green -

Code Green : 청청에너지, 에너지 효율성, 환경 보존에 중점을 두는 것

 

 

3. 태양전지의 이해

 

태양전지의 종류는 실리콘, 화합물 반도체, 신소재가 있다. 태양전지는 1세대, 2세대, 3세대로 분류할 수 있다. 1세대로는 실리콘 태양 전지이고 2세대는 쉽게 말해서 구부러지는 태양전지라고 생각하면 된다. 3세대는 유기 태양전지로 웨어러블 소재로 이용이 많이 되어 이용성과 휴대성이 더 간편해졌다.

 

-1세대 : 실리콘 태양전지-

우리가 가장 흔히 볼 수 있는 태양전지이다. 실리콘 태양전지의 종류는 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 이렇게 크게 두 가지이다. 단결정이 다결정보다 가격이 더 비싸지만 효율성이 좋기 때문에 가정에 태양열 전지를 놓는다면 반드시 그 전지가 다결정인지 단결정인지 확인 후 설치하기를 권장한다.

태양 전지의 경우 표면을 지그재그 형태로 만드는 경우가 일반적인데 이는 빛 산란을 방지하여 효율을 높이기 위함이다.

 

-2세대 : 박막 태양전지-

장점은 기존의 1세대 실리콘 태양전지와 달리 휘어져서 다양하게 활용이 가능하다. 단점은 아직도 태양전지 시장을 실리콘이 너무 장악하고 있어 실생활에 많이 활용이 되고 있지 않다는 점이다.

 

-3세대 : 염료감응형 태양전지-

쉽게 말해 유기 태양전지라고 보면 된다. 장점은 잘 구부러져 웨어러블 기기에 응용할 수 있고, 디자인적으로도 많은 활용이 가능하다. 그리고 심지어 이 전지를 이용해 유리와 같은 투명한 창문도 만들 수 있다. 단점은 효율은 좀 낮은 편이라는 점이다.

 

 

4. 미래에너지 이슈

 

-disruptive technology-

알파고와 바둑기사 이세돌의 대결로 요즘 인공지능에 대한 관심을 거의 모든 사람들이 갖게 되었다. 그리고 한편으로는 언젠가는 인공지능이 사람을 뛰어넘지 않을까?’라고 걱정하는 사람들도 많이 있다. 인공지능이 대표적 disruptive technology의 예이다. disruptive technology란 우리의 의지와는 상관없이 기술의 너무 급격히 발달해버리는, 우리가 원하지 않더라도 기술이 급격히 발전하는 그런 현상을 말하는 것이다. 에너지의 측면으로 봤을 때 셰일가스가 예라고 할 수 있다.

 

 

5. 질문

 

실리콘 태양전지를 생산파기할 때 오염물질이 발생되는데 그것에 대해서 어떻게 생각하시나요?

-물론 오염물질이 많이 나오지만 한 번 만들면 20년 넘도록 에너지원으로 쓸 수 있기 때문에 다른 화석연료보다는 훨씬 자연친화적이다.

 

우리나라 현재 에너지 연구방향은 어떻게 되나요?

-원자력이 아직도 주를 이루고 있고 우리나라는 현재 신재생 에너지의 비율이 1%밖에 안된다.(대부분이 그냥 태우는 것) 그래서 신재생에너지를 개발하기 위해 노력중이다.

 

 

세상을 움직이는 것은 사람이고, 사람은 곧 문화이며, 문화는 에너지로부터 비롯된다.”




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