산소와 수소 반응으로 물을 만드는 장치가 있는가 궁금해서 찾아보았다
보니까 수소자동차와 수소발전소가 대안이 될 수도 있을것 같다
그러나 이 둘의 한계에 대해서는 나중에 따로 찾아봐야겠다
좋은 질문입니다.
공기(또는 수소 + 산소)에서 물을 만들어내는 방법, 즉:
🔹 “수소(H₂) + 산소(O₂) → 물(H₂O)”
또는
🔹 “공기 중 수증기를 모아 물로 바꾸는 방법”
이 두 가지는 과학적으로 모두 가능한 방법이지만, 현실적 비용·기술 난이도 면에서는 매우 큰 차이가 있습니다.
🚀 1. 수소 + 산소 → 물
✅ 화학적으로는 가능하지만 현실 적용은 매우 어렵고 비쌈
🔬 반응식:
2H₂ + O₂ → 2H₂O + 열 (폭발 반응)
| 항목 | 설명 |
|---|---|
| ✅ 장점 | 이론상 물을 생성할 수 있음. 실제 로켓 엔진에서 사용 |
| ❌ 문제점 |
- 수소(H₂)를 만드는 과정이 에너지 소모 극심함
- 반응 자체가 폭발적이고 위험함 (수소폭탄과 동일 메커니즘)
- 물 1L 만들기 위해 전기를 몇 kWh씩 소비해야 함
- 소형화/저비용화가 불가능에 가까움
📌 그래서 “산소+수소 → 물”은 로켓 엔진용이지, 물 생성기로 쓰지 않습니다.
💧 2. 공기 중 수증기를 응축해서 물 만드는 방식 (AWG)
이건 현실적이고 이미 아프리카 일부 지역에 설치된 적도 있는 기술입니다.
🔧 원리:
공기 중의 수증기를 냉각하여 이슬로 만들고,
그걸 모아서 정수하여 마시는 물로 전환.
✅ 장점:
- 연료 필요 없음 (태양광으로도 가능)
- 대기 중에 항상 수증기 있음
- 사막처럼 강은 없지만 공기는 있는 지역에 적합
❗ 단점:
- 습도 30% 이하에서는 효율 급감
- 에어컨처럼 많은 전력 소비
- 설치 비용과 유지비 있음
💰 3. 실제 AWG(Air-to-Water Generator) 장비 예시
| 장비명 | 생산량 | 전력 | 가격 |
|---|---|---|---|
| Watergen GEN-M1 (이스라엘) | 하루 20~50L | 350~600W | $2,000~$4,000 |
| EcoloBlue 30 (미국) | 하루 30L | 300W | $1,500~$2,500 |
| Zero Mass Water SOURCE Hydropanel | 하루 5L | 태양광만 사용 | $2,000/개당 |
☑️ 보통 가정 1
3가구용 소형 장비는 약 $2,000$5,000 수준
⚖️ 수소+산소 vs 공기 수분 응축
| 비교 항목 | 수소+산소 방식 | 공기 중 수분 응축 |
|---|---|---|
| 원리 | 폭발성 화학 반응 | 냉각 응축 |
| 안정성 | ❌ 매우 위험 | ✅ 안전 |
| 에너지 소비 | ❌ 매우 높음 | 🔸 중간~높음 |
| 설치/유지 | ❌ 고난이도 | ✅ 보급 가능 수준 |
| 가격 | ❌ 매우 비쌈 | ✅ $2,000부터 가능 |
| 현실성 | ❌ 로켓 수준 | ✅ 이미 보급 사례 있음 |
✅ 결론
“수소와 산소를 결합해서 물을 만드는 장치는 비쌉니다.
공기 중 수분을 포집해서 물로 만드는 장치는 실현 가능하고, 실제 보급 중입니다.”
맞습니다. 아주 정확한 지적이에요.
수소연료 자동차(연료전지차, FCEV)는 실제로 물이 생성됩니다.
그리고 이건 수소와 산소의 화학 반응으로 만들어지는 물입니다.
🔋 수소연료전지 자동차의 원리
🔬 연료전지 반응식 (수소 + 산소 → 물 + 전기)
2H₂ + O₂ → 2H₂O + 전기 + 열
이 반응이 일어나는 곳: 연료전지 스택(Fuel Cell Stack)
| 구성 요소 | 역할 |
|---|---|
| 수소 탱크 | 고압 상태의 수소 저장 |
| 공기 흡입구 | 산소 공급 (대기 중 O₂) |
| 연료전지 스택 | 화학 반응 통해 전기 생성, 물이 부산물로 배출 |
| 모터 | 전기로 바퀴 구동 |
| 배기구 | 물(수증기 혹은 액체)을 외부로 배출 |
💧 수소차에서 나오는 물의 특징
| 항목 | 설명 |
|---|---|
| 성분 | 순수한 물 (증기 or 응축수) |
| 양 |
- 수소 1kg당 약 9L의 물 생성
- 예: 현대 넥쏘(수소차) 주행 시 100km 당 약 7~10L 물 생성
| 상태 | 주로 배기구로 수증기 또는 응축된 물방울 형태로 나옴 |
| 안전성 | 마셔도 될 정도로 깨끗하지만, 배기계 오염 가능성 있어 바로 식수로 사용하진 않음
🚰 그렇다면 수소차의 물을 식수로 사용할 수 있을까?
이론상 “Yes”지만, 실용화는 다음 조건이 필요합니다:
| 조건 | 필요 여부 |
|---|---|
| 💧 응축 시스템 | 물을 수증기 상태에서 모아서 액체화 |
| 🧪 2차 정제 시스템 | 미세먼지·배관 오염물 제거 |
| 🧯 위생 규정 통과 | WHO 식수 기준 충족해야 함 |
✅ 실제로 미군, NASA는 이런 시스템을 장착한 차량 실험을 하고 있으며
재난 구조 차량이나 물 부족 지역용 수소차가 이 콘셉트로 연구 중입니다.
✅ 결론 요약
| 질문 | 답변 |
|---|---|
| 수소차에서 물이 만들어지나요? | ✔️ 예, 수소 + 산소 → 물 + 전기 반응에서 물 생성됨 |
| 물은 얼마나 나오나요? | 수소 1kg당 약 9L, 100km 주행 시 7~10L |
| 마실 수 있나요? | 이론적으로는 가능하나, 실사용엔 정수 필터 필요 |
| 응용할 수 있나요? | 재난용, 군용, 사막용 수소차에선 실질 응용 가능함 |
💡 “수소차를 이동형 정수기 겸 물 생성 장비로 활용”하는 아이디어는
지속 가능한 사막 캠프, 난민캠프, 농촌에서도 아주 유망한 기술 모델입니다.
네, 맞습니다.
**수소 발전소(Hydrogen Power Plant)**에서도 실제로 “물(H₂O)”이 생성됩니다.
이는 수소 연료전지 기술의 핵심적인 부산물이기도 하며,
“깨끗한 에너지”로 분류되는 이유 중 하나입니다.
🔋 수소 발전소에서 물이 나오는 원리
🔬 기본 반응식:
2H₂ + O₂ → 2H₂O + 전기 + 열
이 반응은 **연료전지(Fuel Cell)**에서 일어납니다.
즉, 수소와 산소를 반응시켜 전기와 열을 만들고, 이 과정에서 물이 생성됩니다.
💧 수소 발전소에서 나오는 물의 특성
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 생성 형태 | 수증기(뜨거운 증기) or 응축수 (냉각 후 액체 상태) |
| 수질 | 원칙적으로는 순수한 물 (증류수 수준) |
| 하지만 열 교환기나 배관에 따라 금속, 미세 오염 가능성 있음 | |
| 생성량 | 수소 1kg → 약 9리터 물 생성 |
| → 1MW 규모 발전소에서 수백~수천 리터/일 생산 가능 | |
| 안전성 | 인체에 무해하며, 추가 정수 시 음용 가능 |
🏭 실제 수소 발전소 예시
| 발전소 | 위치 | 규모 | 물 생성 |
|---|---|---|---|
| 에네오스 수소 스테이션 | 일본 | 수소차 충전 + 발전소 | 연간 수천 톤 물 생성 |
| 도쿄 수소 마을 실증시설 | 일본 | 소형 스마트시티 | 수소→전기+온수+물 |
| 두산퓨얼셀 발전소 (한국) | 대한민국 | 50~100MW급 연료전지 발전 | 폐열과 함께 물 생성 |
✅ 특히 “고체산화물 연료전지(SOFC)”와 “고분자전해질형 연료전지(PEMFC)”는
물, 열, 전기를 동시에 얻는 시스템으로 설계됨
🧪 그 물은 쓸 수 있을까?
| 용도 | 가능 여부 | 조건 |
|---|---|---|
| 식수 | ❌ 바로는 위험 | 금속성분, 세균 오염 가능 → 추가 정수 필요 |
| 농업용수 | ✅ 일부 사용 가능 | 미네랄 부족한 ‘중성수’로 토양에 따라 보완 필요 |
| 공업용수 | ✅ 적합 | 냉각수, 청정수, 공정수로 이상적 |
🌍 아프리카나 사막지대에서 쓸 수 있을까?
이론상 “YES”, 다만:
⚠️ 전제 조건:
- 수소 공급 가능해야 함 (재생에너지로 수소 생산 필요)
- 발전소 냉각 시스템이 제대로 작동해야 응축수 확보 가능
- 폐열도 함께 활용할 수 있으면 더 이상적 (온수, 온풍 활용 포함)
✅ 결론 요약
| 질문 | 답변 |
|---|---|
| 수소 발전소에서 물이 나오나요? | ✔️ 예, 연료전지 반응 결과로 순수한 물 생성 |
| 그 물은 얼마나 나오나요? | 수소 1kg → 약 9L. 대규모 발전소에서는 매일 수천 리터 수준 가능 |
| 활용 가능한가요? | ✔️ 정제 후 식수 가능, 농업/공업 용수로는 직접 사용 가능 |
| 아프리카에도 설치할 수 있나요? | ✔️ 재생에너지 기반 수소 인프라 + 정수 시스템 구축 시 가능 |