출처 : 동아사이언스
링크 : https://v.daum.net/v/20250802080204036
요약 : 수영장에서는 물을 깨끗하게 유지하기 위해서 소독제를 사용하는데, 소독제의 주성분인 염소는 ‘원자가 전자’가 7개인 할로젠 원소이다. 수소와 헬륨을 제외한 원자는 가장 바깥 궤도의 전자가 8개일 때 안정한 상태여서, 염소는 안정한 상태를 이루기 위해 다른 물질에서 전자 1개를 얻으려고 하는 성질이 있다. 수영장 소독제 속 염소는 나트륨, 산소와 결합한 차아염소산나트륨의 형태이다. 이것은 수영장 물에 녹으면 나트륨은 분해되고 물속의 수소 이온과 결합해 ‘차아염소산’이 된다. 차아염소산은 전자를 얻기 위해 세균을 공격한다. 이때 세균의 바깥을 둘러싸고 있는 세포막에 구멍이 뚫리며, 세균 안의 단백질 구조가 차아염산에 의해 변형되어 세균은 죽게 된다. 이런 과정을 통해 수영장은 깨끗해진다.
인공 나뭇잎이란 햇빛을 흡수해 전기를 만들고 그 전기로 물을 분해해 수소와 산소를 만들어 내는 장치이다. 이 장치는 잎의 광합성의 원리에서 영감을 받았다. 인공 나뭇잎의 성능이 좋아진다면 전기가 없는 곳에서 햇빛만으로 수소 연료를 만들 수 있다. 수소 에너지는 자동차나 발전소를 움직이는 데 사용되며 생산 과정에서 온실가스를 배출하지 않아 청정 에너지로 주목받는다. 인공 나뭇잎을 실생활에 쓰려면 햇빛을 수소 연료로 전환하는 효율이 10%를 넘겨야 한다. 지난 5월 6일 이재성 울산 과학기술원 교수 외 공동연구팀은 인공 나뭇잎의 효율을 11.2%까지 높이는 데 성공했고 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표했다. 연구팀은 인공 나뭇잎에 햇빛을 흡수하는 부위에 ‘페로브스카이트’라는 태양전지를 사용했다. 페로브스카이트는 빛을 잘 흡수하고 전기를 효과적으로 생산한다는 장점이 있어 최근 주목받는 재료이다. 하지만 결정 구조에 작은 틈이 생기면 작은 틈이 생겨서 전자가 쉽게 새어 나가 전기가 잘 흐르지 않는다는 단점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 페로브스카이트 결정 사이 틈에 염소 화합물을 넣어 채웠다. 이 외에도 연구팀은 물이 수소와 산소로 잘 분해되도록 하기 위해 니켈 화합물을 넣었다. 이 결과 연구팀은 140시간 동안 약 11.2%의 효율로 수소를 만들어 내는 데 성공했다. 연구팀은 면적을 더 넓히면 태양전지 패널처럼 에너지가 필요한 여러 분야에 활용할 수 있을 것이라고 전망했다.
내 생각 : 과학 시간 때 배운 염소가 이렇게나 쓸모있을 줄은 몰랐기에 놀라웠다.
