땅속에 수소를 캐고 비어있으면 금방 수소가 채워진다는 지질학의견이 있는데 어떤 원리인가요?
일반적으로 가스나 석유를 캘경우에는 빠르게 채워지지못하고 매우느린속도이지만 상대적으로 깊은 땅속 수소를 캘경우에 금방수소가 채워진다는 의견이 있는데 이는 어떤원리인가요?
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
가스나 석유를 캘 경우에는 빠르게 채워지지 못하고 매우 느린 속도로 채워진다는 것은 맞는 사실입니다. 그 이유는 가스나 석유가 지하 수많은 층을 통과하며 채워지기 때문입니다. 하지만 땅속에 수소를 캐고 비어있으면 금방 수소가 채워진다는 지질학의 견해는 조금 다릅니다.
땅속에 수소를 캐는 경우 수소는 지하의 암석과 토양을 통과하며 이동합니다. 이때 수소는 암석과 토양의 미세한 구멍과 틈 사이를 통과하게 됩니다. 이 구멍과 틈은 매우 작기 때문에 수소는 빠르게 이동할 수 있습니다. 그리고 수소는 암석과 토양의 미세한 구멍과 틈을 채우기 위해 노력하게 되는데 이 과정에서 수소 분자들은 서로 붙어서 더 큰 구조를 형성하게 됩니다. 이렇게 형성된 구조는 더 큰 구멍과 틈을 채우는 데 더욱 빠르게 이용될 수 있습니다. 따라서 땅속에 수소를 캐면 비어있는 공간을 빠르게 채우게 됩니다.
하지만 가스나 석유를 캐는 경우에는 지하의 암석과 토양을 통과하는 과정에서 수소 분자들이 서로 붙어서 더 큰 구조를 형성하는 것은 아닙니다. 그렇기 때문에 가스나 석유가 채워지는 속도는 땅속에 수소를 캐는 경우보다 느립니다. 이러한 원리를 이용하여 땅속에 수소를 캐는 기술을 발전시키면 더욱 빠르게 수소를 채울 수 있을 것이라고 생각합니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
가스나 석유는 지층의 틈새에 존재하며, 이 틈새는 매우 작기 때문에 캘 때마다 많은 양의 가스나 석유가 빠져나가게 됩니다. 따라서, 가스나 석유를 캘 때는 틈새를 막아 가스나 석유가 빠져나가지 못하도록 해야 합니다. 이를 위해 펌프를 사용하여 물을 압축하여 틈새를 막는 방법을 사용합니다.
그러나, 깊은 땅속의 수소는 지층의 틈새뿐만 아니라 지층 자체에 존재하기도 합니다. 따라서, 깊은 땅속의 수소를 캘 때는 틈새를 막을 필요가 없습니다. 또한, 깊은 땅속의 수소는 지층의 압력에 의해 유지되기 때문에, 캘 때마다 빠져나가는 양이 많지 않습니다.
따라서, 깊은 땅속의 수소는 가스나 석유보다 채워지는 속도가 빠릅니다.
안녕하세요. 장대은 과학전문가입니다.
연구에 따르면 천연수소의 80%는 사문석화(serpentinization)라는 과정을 통해 만들어진다. 지각 밑 맨틀의 철이 풍부한 감람석이 고온 고압의 조건에서 물을 만나면 산화반응이 일어나 사문석으로 바뀌면서 부산물로 수소가 나온다는 것이다. 실제 실험실에서 300℃와 300기압 조건 아래서 이 과정을 재현할 수 있다.