심심하니 다시 진행하는 시험 전 준비 시리즈! 과학입니다아!

화학

-산과 염기

1. 산과 염기

 산성 - 푸른색 리트머스 종이를 붉게 물들이며 금속 마그네슘, 달걀 껍데기와 반응하여 기체를 발생시키는 물질. 수소 이온이 들어가있다.

ex) 염산(HCl 수용액), 황산(H2SO4), 아세트산(CH3COOH), 탄산(H2CO3)

 염기성 - 붉은색 리트머스 종이를 푸른색으로 물들이며 페놀프탈레인 용액을 붉게 물들이는 물질. 수산화 이온이 들어가있다.

ex) 수산화 나트륨(NaOH), 수산화 칼륨(KOH), 수산화 칼슘(Ca(OH)2), 암모니아수(NH4OH)

2. 산과 염기의 이온화

산성 물질은 물에 녹으면 수소 이온(H+)를 내놓으며 이러한 수소 이온이 산의 성질을 나타나게 한다.

염기성 물질은 물에 녹으면 수산화 이온(OH-)를 내놓으며 이러한 수산화 이온은 염기의 성질을 나타나게 한다.

3. 지시약 : 산에 들어있는 수소 이온이나 수산화 이온에 반응하여 색깔이 변하는 물질.

ex) BTB 용액, 페놀프탈레인 용액, 메틸 오렌지, 리트머스 용액 등

-중화 반응 : 산과 염기가 만나 물이 생성되는 반응

H+ + OH- -> H2O

산과 염기가 반응할때 수소 이온과 수산화 이온이 1:1의 개수비로 반응을 한다.

산과 염기를 반응시키면 중화 반응으로 인해서 열이 생기는 데 이때 생기는 열을 중화열이라 하며 이 중화열은 산과 염기가 완전히 중화되었을때 가장 높다.

 중화 반응의 이용

산성화된 토양이나 호수에 염기성인 석회 가루를 뿌려 중화를 한다.

공장에서 나오는 이산화 황을 석회석과 반응시켜 중화한다.

뿌리혹박테리아는 공기 중의 질소를 이용하여 염기성의 질소 화합물을 합성하여 산성화된 토양을 중화시킨다.

생명과학

-생태계의 구성 요소

->생태계 : 생물들이 일정한 공간에서 환경과 서로 영향을 주고받는 시스템

ex) 생태계의 종류 : 사막, 강, 호수, 갯벌, 초원, 바다 등

1. 생태계의 구성 단계

-개체 : 하나의 생물체

-개체군 : 같은 종의 개체들끼리 무리를 이룬 것

-군집 : 여러 종의 개체군이 서로 어울려 살아가는 집단

-생태계 : 군집과 자연환경이 서로 조화를 이루어 구성한 것.

개체군 : 하나의 생물종으로 구성 -> 개체군 내에서 유전적 다양성이 나타난다,

군집 : 여러 종의 생물종으로 구성 -> 군집 내에서 종 다양성이 나타난다,

2. 생태계의 구성 요소

->생태계는 생물적 요인과 비생물적 요인(환경 요인)으로 이루어져있다,

(1) 생물적 요인

-살아있는 모든 생물을 의미한다

-영양분을 얻는 방법에 따라 생산자, 소비자, 분해자로 구분짓는다.

-생산자 : 빛에너지를 이용해 무기물로부터 유기물을 생성하는 광합성을 하는 생물

ex) 녹색 식물, 조류, 식물성 플랑크톤

-소비자 : 스스로 양분을 합성할 수 없어 다른 생물을 잡아먹으며 영양분을 얻는 생물

ex 초식 동물, 육식 동물

->소비자의 단계 구성 : 생산자를 잡아먹는 초식 동물 : 1차 소비자

초식 동물을 잡아먹는 육식 동물 : 2~3차 소비자

-분해자 : 다른 생물의 사체나 배설물에 포함된 유기물을 무기물로 분해하여 에너지를 얻는 생물

ex) 곰팡이와 같은 미생물, 버섯, 세균

->분해자에 의해 생성된 무기물은 다시 환경으로 돌아가 생산자가 이용.

(2) 비생물적 요인(환경 요인)

-환경(빛, 온도, 물, 토양, 공기 등)을 의미하며, 생물에게 필요한 물질과 생활 터전을 제공하는 등 생물의 생명활동에 영향을 준다.

1.작용 : 비생물적 요인이 생물적 요인에 영향을 미치는 것

-환경 변화에 대한 생물의 적응, 진화 등은 모두 작용에 해당

ex) 개구리는 추운 겨울이 되면 겨울잠을 잔다. 추운 지역에는 잎이 뾰족한 침염수림이 발달해 있다.

2. 반작용 : 생물적 요인이 비생물적 요인에 영향을 미치는 것

-생물의 활동에 의해 환경이 변하는 경우 모두 반작용에 해당.

ex) 식물의 광합성으로 인해 공기중 산소 농도가 높아졌다.

산업의 발달로 인해 대기 오염이 심각해졌다.

3. 상호 작용 : 생물적 요인끼리 영향을 주고받는 것

-생물들 사이의 먹이 관계는 모두 상호 작용에 해당한다.

ex) 토끼가 풀을 뜯어먹고 호랑이는 토끼를 잡아먹는다.

호랑이는 서식지나 먹이를 두고 서로 경쟁한다.

-생물과 환경

1. 빛과 생물 : 생물은 빛의 세기, 파장, 일조 시간 등의 변화에 영향을 받음

(1) 빛의 세기 : 빛의 세기는 식물의 광합성에 큰 영향을 미침.

->빛이 강한 곳의 잎 : 울타리 조직이 발달하여 잎이 두껍다.

->빛이 약한 곳의 잎 : 울타리 조직이 발달하지 않아 잎이 얇고 빛을 받는 표면적을 넓히기 위해 잎이 넓다.

(2) 빛의 파장 : 빛은 파장이 짧을수록 많은 에너지를 갖기 때문에 바다의 깊이에 따라 도달하는 빛의 종류가 다르다.

->바다의 깊이에 따른 투과 가능한 빛.

얕은 바다 : 적색, 황색, 청색광 모두 투과 가능

중간 깊이의 바다 : 황색, 청색광 투과 가능

깊은 바다 : 청색광 투과 가능

-해조류는 바다 깊이에 따라 서식 분포가 다른데 바다 깊이에 따라 도달하는 빛의 파장과 양이 다르기 때문이다.

-녹조류 : 주로 적색광을 이용하여 광합성을 하여 얕은 바다에 주로 분포한다.

-갈조류 : 주로 황색광을 이용하여 광합성을 하여 중간 깊이의 바다까지 분포한다,

-홍조류 : 주로 청색광을 이용하여 광합성을 하여 깊은 바다까지 분포한다.

(3) 일조 시간: 봄과 초여름은 낮의 길이가 길어지고, 가을은 낮의 길이가 짧아진다.

->이러한 일조 시간의 변화는 동물의 수면 주기와 생식 주기를 조절하며, 식물의 개화와 결실에 영향을 미친다.

-일조 시간이 동물에 미치는 영향 : 동물의 성호르몬 분비량에 영향을 미쳐 생식 주기를 조절하며 곤충의 겨울잠을 유도한다.

ex) 꾀꼬리나 종달새는 봄에 번식, 송어와 노루는 가을에 번식.

->곤충의 겨울잠 : 온대 지역에 사는 곤충은 낮의 길이가 짧아지면 겨울잠을 자고 길어지면 활동을 시작한다.

-일조시간이 식물에 미치는 영향 : 개화 시기와 결실에 영향을 미쳐 식물마다 꽃이 피는 계절이 다르다.

ex) 수선화 : 낮의 길이가 밤의 길이보다 길때 개화

국화 : 낮의 길이가 밤의 길이보다 짧을때 개화

->계절별 새화하는 식물

봄/여름 : 시금치, 토끼풀, 카네이션, 수선화 등

가을 : 도꼬마리, 나팔꽃, 코스모스, 국화 등

->빛의 영향 : 식물의 줄기가 빛이 있는 쪽으로 향해 굽어 자란다.(굴광성)

2. 온도와 생물 : 생명체 내에서 일어나는 물질대사 과정에는 효소가 관여, 효소는 온도에 민감하기 때문에 최적 온도 범위를 벗어날 경우 정상적으로 기능을 수행할 수 없다.

->생물의 생명 활동은 온도에 영향을 받으며, 주위 환경의 온도 변화에 대해 다양한 방식으로 적응한다.

(1) 동물의 적응

-정온 동물 : 주변 환경에 관계 없이 일정한 체온을 유지하는 동물

-변온 동물 : 주변 온도에 따라 체온이 변하는 동물

<정온 동물> 겨울잠 : 곰, 박쥐 등의 포유류는 겨울에 에너지 소모를 줄이기 위해 겨울잠을 잔다.

몸의 구조 변화 : 북극여우와 사막여우는 각각 추운 지역과 더운 지역에 서식하기 유리한 형태로 몸의 구조가 변하였다.

서식지 이동 : 철새와 일부 어류는 계절에 따라 서식하기 적절한 기온을 나타내는 지역으로 이동한다.

<변온 동물> 겨울잠 : 뱀, 개구리 등은 주변 온도가 낮아지면 체내 물질대사가 원할하게 일어나지 않기 때문에 땅 속에서 겨울잠을 잔다.

몸의 구조 변화 : 카멜레온은 외부 온도 변화에 따라 몸의 색을 바꾸어 열의 흡수와 방출을 조절한다.

(2) 식물의 적응

-낙엽수와 상록수

 낙엽수 : 추운 겨울이 되면 잎을 떨어뜨리고 겨울눈을 만들어내어 겨울을 난다.

 상록수 : 잎의 큐티클층이 두꺼워 잎을 떨어뜨리지 않고 겨울을 난다.

             잎의 세포 내 삼투압을 높여 어는점을 낮추어 잎 세포가 얼지 않고 겨울을 날 수 있게 한다.

->큐티클층 : 식물의 줄기나 잎의 표면을 덮고 있는 지방층 -> 물이 증발하는 것을 막아 잎의 수분 손실을 방지한다.

-추운 지역에 사는 식물 : 툰드라와 같이 기온이 매우 낮은 지역에 사는 식물은 꽃이나 잎에 털이 나 있어 체온이 낮아지는 것을 방지한다.

<동물의 적응> 수분 증발 방지 : -뱀, 도마뱀 같은 파충류는 몸 표면이 비늘로 덮여 있다.

-곤충의 표면은 키틴질로 덮여있다.

->키틴질 : 곤충의 표면을 덮고 있는 단단한 외골격-> 수분의 증발을 막는다.

-파충류와 조류의 알은 단단한 껍데기로 싸여있다.

3. 물과 식물

<식물의 적응> 선생 식물

-수분 증발 방지 : 선인장은 잎이 가시로 변해 수분의 증발을 막는다.

-수분 저장 기능 : 저수 조직이 발달해있다.

육상 식물

-효율적 수분 이용 : 식물은 뿌리, 줄기, 잎이 잘 발달되어 있어 효율적으로 수분을 흡수한다.

수생 식물

-통기 조직 발달: 뿌리, 줄기 등이 잘 발달되어 있지 않으며, 통기 조직을 통해 물위에 떠서 살수 있다.

->통기 조직 : 공기를 쉽게 이동시키거나 저장시킬 수 있는 조직.

4. 토양과 생물 : 토양은 미생물을 포함한 여러 생물의 서식지

-지렁이, 두더지 등은 토양을 돌아다니며 양분을 얻고, 그 과정을 통해 토양의 통기성을 높인다.

-토양 속 미생물은 죽은 생물의 사체나 배설물 등을 무기물로 분해하여 다시 환경으로 돌려보낸다.

-토양의 깊이에 따른 공기 함량이 달라 세균의 서식에 영향을 준다.

-식충 식물은 토양에 부족한 질소를 얻기 위해 곤충을 잡아먹어 분해한다.

->세균의 종류

--호기성 세균 : 산소를 이용하는 세균 -> 산소가 많은 토양 표면에 서식한다.

--혐기성 세균 : 산소를 이용하지 않는 세균 -> 산소가 적은 토양 깊은 곳에 서식한다.

5. 공기와 생물 : 공기는 산소와 이산화탄소를 포함하기 때문에 생물의 생존에 영향을 끼친다.

-산소가 부족한 고산 지대에 사는 사람들은 체내 적혈구 수를 늘려 산소가 부족한 환경에 적응한다.

-나무는 피톤치드라는 살균 물질을 공기 중에 분비하여 주변 공기 성분을 정화한다.

-연꽃은 호흡을 돕기위해 줄기에 공기가 흐르는 조직이 발달하였다.

-먹이 관계와 생태 피라미드

1. 먹이 관계 : 생태계는 여러 종류의 포식자와 피식자의 상호 작용에 의해 다양한 먹이 관계를 형성한다.

(1) 먹이 사슬 : 셍물들의 먹이 관계를 단순한 사슬 모양으로 나타낸 것

-영양 단계 : 먹이 사글의 각 단계

ex) 생산자, 1차 소비자, 2차 소비자, 최종 소비자 순으로 이뤄진다.

(2) 먹이 그물 : 여러 먹이 사슬이 복잡하게 엵혀 그물 모양으로 이뤄진 것

-다양한 생물이 존재할수록 복잡한 먹이 그물을 형성하게 된다.

2. 생태계에서의 물질과 에너지 흐름

->생태계를 구성하는 에너지 근원 : 테양의 빛에너지

->빛 에너지는 생산자의 광합성을 통해 화학 에너지로 전환된다.

+ 세포호흡 : 생명활동에 필요한 애너지를 얻기 위해 세포 내에서 유기물을 분해하는 과정 

->이 과정에서 일부 에너지가 열에너지로 방출

(1) 물질의 흐름 : 생태계에서 물질(유기물)은 계속해서 순환한다.

(2) 에너지의 흐름 : 생태계에서 에너지는 순환하지 않으므로 태양 에너지를 통해 지속적으로 공급되어야한다.

3. 생태 피라미드 : 에너지 양, 개체 수, 생물량이 영양 단계에 따라 피라미드 모양으로 나타나는 것

(1) 에너지 피라미드 : 생태계에서 에너지는 영양 단계를 거칠수록 점차 감소한다.

->에너지양을 하위 영양 단계부터 상위 영양 단계로 쌓아 올리면 피라미드 모양이 나타나는 것

(2)개체수/생물량 피라미드 : 생물의 개체 수와 생물량은 영양 단계를 거칠 수록 점차 감소한다.

-생태계 평형 유지 원리

->생태계 평형 상태 : 생물종과 개체 수, 에너지 흐름, 물질 순환 등이 변하지 않고 안정된 상태.

1. 생물적 요인에 의한 생태계 평형

->생태계 평형 조건 : 생태계를 구성하는 생물적 요인들이 안정적으로 유지되어야한다.

생물적 요인은 먹이 관계에 의한 에너지 흐름이 안정적일 때 유지된다.

=> 생태계 평형은 안정적인 먹이 관계에 의해 유지

(1) 안정적인 생태계에서의 개체 수 : 안정적인 생태계의 경우 각 영양 단계의 개체 수가 피라미드 형태를 이루며 평형 유지

(2) 생태계 평형 회복 과정 : 먹이 관계에 의해 상위 영양 단계와 하위 영양 단계의 개체 수가 변함으로써 다시 평형을 회복

2. 비생물적 요인에 의한 생태계 평형 : 생태계의 평형 유지에는 비생물적 요인도 관여

ex) 빛의 양에 따라 서식할 수 있는 식물종의 개체수가 일정하게 유지된다.

남극의 펭귄은 기온이 낮아 일정 개체 수 이상 증식하지 못한다.

-환경 변화와 생태계

1. 환경 변화와 생태계 평형 : 생태계는 스스로 회복이 가능

->생태계가 심각하게 훼손될 경우 스스로 평형을 회복하지 못해 결국 생태계가 파괴

2. 생태계 평형을 파괴하는 요인

(1) 자연적 요인 : 자연재해는 생물들의 서식지를 파괴 -> 생물다양성 감소 -> 생태계 평형 파괴

(2) 인위적 요인 : 인간의 활동들은 생물 다양성을 크게 감소시켜 생태계가 스스로 평형을 회복하지 못해 파괴되는 결과를 가져올 수 있다.

a. 도시개발 : 과도한 도시 개발로 인한 건물 때문에 공기가 순환하지 못해 대기 중 오염 물질이 쌓이고 도시 내 기온이 높아지는 열섬 현상이 나타난다.

->열섬 현상 : 자동차와 공장, 주택 등에서 방출되는 열 등에 의해 도심 내 기온이 주위의 기온보다 높아지는 현상

b. 인간의 간섭에 의한 생태계 평형의 파괴 사례 (카이바브 고원)

-미국 카이바브 고원에서는 사슴을 보호하기 위해 1905년 사슴의 포식자인 늑대를 사냥하도록 허가하였다.

-1905~1920년대 초반 : 사냥에 의해 늑대의 개체수 감소 -> 피식자인 사슴의 개체 수 급격히 증가 -> 사슴의 먹이인 풀의 양이 줄어들어 초원의 생산량 감소

-1920년대 이후 : 초원의 생산량 감소로 인해 먹이가 부족 -> 사슴의 개체수 급감.

=> 인간의 인위적 간섭 결과로 인해 늑대를 사냥하기 이전인 1905년 이전보다 사슴의 개체수가 더 크게 감소하였다.

-생태계 보전을 위한 노력

-생태 통로 설치 : 도로나 댐 등을 건설할때 생태 통로를 설치하여 생물의 서식지가 단절되는 것을 방지한다.

-옥상 정원 및 숲 조성 : 도시의 열섬 현산을 방지하기 위해 옥상 정원을 가꾸거나 도시 중심부에 숲이나 공원 등을 조성.

지구과학

-지구 온난화 : 산업 활동으로 인해 대기중으로 방출되는 이산화탄소와 같은 온실기체들이 증가하면서 지구의 평균 기온이 올라가는 현상

-기후 변화로 인해 생긴 현상

1. 극지방과 고산지대의 빙하가 녹고, 해수의 열팽창이 일어나 해수면이 상승한다.

2. 해안 저지대가 해수면 상승에 의해 침수하여 생활 공간이 줄어들고 곡물 생산량이 감소한다.

3. 강수량과 증발량이 변하여 기상 이변이 생기며 육지와 해양의 생태계가 변화한다.

-사막화 : 사막 주변 지역의 생태계가 파괴되면서 사막이 점차 확장되고 있는 현상

대기는 끈임없이 움직이면서 크고 작은 규모의 순환이 일어나는데 이 중 지구 전체 규모의 순환을 대기 대순환이라한다.

헤들리 순환 ,페렐 순환, 극순환으로 이루어져있으며 헤들리/극순환은 직접 순환, 페렐 순환은 간접순환이다.

남반구와 북반구의 헤들리 순환이 만나는 지점인 적도 부근에서는 상승기류가 매우 강하여 저압대를 형성하며 헤들리/페렐순환이 만나는 지점인 위도 30도는 하강기류가 강하여 저압대를 고압대를 형성한다. 페렐/극순환이 만나는 지점인 위도 60도는 한대 전선대를 형성한다.

사막화의 원인 : 지나친 가축의 방목, 경작지 면적의 확대, 무분별한 산림 벌채 등

사막화로 인해 생기는 현상 : 사막화가 된 지역의 생물은 서식지를 잃게 되어 생태계에 큰 변화를 끼치며 농경ㅈ가 줄어들어 작물 수확량이 감소, 식량 부족 문제가 발생하며, 황사가 자주 발생한다.

-엘니뇨/라니냐

평상시 적도 부근에서는 무역풍의 영향으로 동태평양의 따듯한 해수가 서쪽으로 이동하여서 서태평양 적도 해역의 표층 수온은 동태평양 적도 해역보다 높다. 하지만 무역풍이 약해지면 서쪽으로 향하는 해수의 흐름또한 약해져 동태평양 적도 해역의 표층 수온이 평상시보다 높아지는데 이를 엘니뇨라 한다. 라니냐는 이와 반대되는 상황일때 발생한다.

물리

-태양 에너지 생성

태양은 중심에서부터 핵, 복사층, 대류층으로 구분되며 에너지는 중심부의 핵에서 만들어진다.

수소 원자핵 4개가 핵융합 반응을 하여 헬륨 원자핵으로 변한다.

이때 He 원자핵의 질량은 H 원자핵 4개보다 적은데 사라진 질량은 에너지로 전환된다.

이러한 에너지는 복사층, 대류층을 빠져나와 우주 공간으로 방출, 태양계 전역에 공급된다.

태양 에너지의 전환

-태양의 빛에너지를 식물이 광합성을 하는데 사용하여 화학 에너지로 전환한다.

-태양 전지판/태양열 집열판을 이용하여 태양 에너지를 전기/열 에너지로 전환하여 사용한다.

-태양 에너지가 지표에 흡수되면서 열에너지로 전환, 물을 증발시키고 증발한 수증기는 응결하여 구름이 되며 구름에서 만들어진 비/눈이 지표로 이동하면서 역학적 에너지로 전환

-태양광, 핵발전, 풍력 발전

1. 태양광 발전 : 태양 전지판을 이용해 발전하는 방식으로 태양 전지판은 여러개의 태양 전지로 이루어져 있다.

태양 전지에 빛을 비추면 전기가 생산되는데 전지 1개로 생산하는 양이 매우 적어 여러개 연결하여 만든 태양 전지판을 이용해 필요한 양만큼 발전을 한다.

핵발전 : 핵반응을 이용하여 전기를 생산하는 발전 방식으로 원자력 발전소에서는 우라늄을 연료로 전기를 생산한다.

우라늄에 중성자가 흡수되면 2~3개의 중성자와 함께 다른 원소로 분열되면서 막대한 열을 발생시키는데 이렇게 발생된 열을 이용해 물을 증발시켜 발전을 한다.

우라늄이 분열하면서 생기는 중성자에 다른 우라늄들도 반응하여 핵반응이 급격하게 늘어나는 것을 연쇄 반응이라 하고 이러한 연쇄 반응을 조절하기 위해서 제어봉을 원자로에 집어넣어 중성자를 적절하게 흡수하여 반응 속도를 조절한다.

풍력 발전 : 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 전환하는 발전 방식으로 바람에 의해 풍력 발전기의 날개가 돌아갈때 발전기가 회전하여 전기가 생산된다.

내연 기관의 발명으로 석유와 천연가스를 본격적으로 사용하기 시작하면서 다양한 분야에서 화석 연료를 사용하게 되어 화석 연료의 소비가 급격하게 증가하였다. 이러한 화석 연료 사용량은 현재까지도 전체 자원 이용량의 85%를 차지할 정도로 의존도가 매우 놓고 사용량도 계속해서 증가하고 있다.

전기 에너지를 만들어내기 위해 화석 연료를 우리나라에서는 가장 많이 사용하고 있으며 이에 따라 환경 오염 물질의 배출도 늘어나고 있다.

화석 연료 사용 증가에 따른 지구 환경 변화를 막기 위해 인류는 화력 발전을 대체할 신재생 에너지를 이용한 발전 방식으로 전기를 얻기 위해 노력하고 있다.

-신 재생에너지와 지속 가능한 발전

신재생 에너지 : 화석 연료를 대신할만한 친환경적이면서 고갈되지 않는 에너지.

신 에너지 : 기존의 화석연료를 변환하여 이용하는 것

재생 에너지 : 자연에서 얻을 수 있는 것들을 에너지로 변환하여 이용하는 것

파력 발전 : 파도의 운동을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 발전 방식으로 파도의 힘으로 직접 터빈을 돌리는 방법과 파도에 의한 해수면 높이 차로 공기를 압축하여 터빈을 돌리는 방법 등 여러가지 방법이 있다.

파력발전은 파도가 항상 존재하므로 영구적으로 이용이 가능하며 공기의 압축/팽창으로 전기를 생산하며 부산물이 없고 유지비가 적게드는 장점이 있으나 조류 조건에 따라 파도가 약해지면 발전량이 적고 에너지를 얻을 만한 장소를 찾기 어렵다는 단점이 있다.

조력 발전 : 조력 발전은 하루에 두 차례 반복되는 밀물과 썰물로 인한 해수면 높이 차를 이용해 전기를 생산한다. 현재 실용화된 조력 발전은 조수 간만의 차가 큰 간의 하구나 만에 방조제를 만들어 조류가 밀려드는 동안 수문을 열어 바닷물을 가두어놓았다가 썰물 때에 다시 수문을 열어 물을 흘려보내면서 터빈을 돌려 전기를 생산하는 방식이다.

풍력 발전이나 태양광 발전에 비해 조석 현상이 매일 약 두차례씩 일어나 지속적이고 예측가능한 발전이 가능하며 연료가 필요하지 않아 비용이 적게 들고 오염 물질이 발생하지 않는다는 장점이 있다. 그러나 조수 간만의 차가 큰 지역에만 설치가 가능하며 그 차이가 균일하지 않아 발전량의 변동이 크며 설치하는데 큰 비용이 들며 주변환경을 변화시키는 단점이 있다.

연료 전지 : 연료전지는 수소가 산화되어 물이 생성되는 반응의 화학 에너지를 전기 에너지로 전환하는 장치이다.

연료 전지에서는 화학 에너지가 전자의 이동을 통해 전기 에너지로 전환된다. -> 열이 발생하면서 생기는 손실이 작아 기존의 연료 연소 방식보다 애너지 효율이 높다. 연료전지는 수소가 공급되는 연료 전극, 산소가 공급되는 공기 전극, 두 전극 사이의 전해질로 구성된다.

연료 전지에서 배출되는 물질은 물이 유일하다. 화석 연료와 달리 이산화탄소를 배출하지않아 친환경적이며 전기를 생산할때 소음이 거의 발생하지 않고 소규모 장치에서 대형 발전소까지 넓은 영역에 적용이 가능하다. 

수소 대량 생산, 저장, 운송 등의 기술적인 문제가 해결되어야 상용화가 가능하다.

에너지 문제 해결하기 위한 노력

신재생 에너지의 에너지 효율이 낮은 것, 조건에 따라 발전량의 변동이 크다는 한계점을 보완하고 새로운 에너지 자원을 개발하기 위해 노력해야한다.

친환경 에너지 도시 : 신재생 에너지를 생산하고 판매함으로써 환경 문제와 에너지 문제를 함깨 해결할 수 있는 도시.

기피/혐오 시설을 친환경 에너지 생산 기지로 바꾸어 필요한 에너지를 자립으로 생산하고 주민들의 수익까지 창출한다.

-베드제드 : 난방과 전력을 단지 내에서 생상되는 신재생 에너지를 활용하여 공급하며 굴뚝을 특수제작하여 미세한 바람을 이용할 수 있도록 제작, 모든 집의 지붕에 태양광 패널을 달아 태양 에너지 이용을 극대화 하였다. 열 병합 발전소에서는 산업 폐기물로 나온 목재를 소각하여 에너지를 생산하고 있다. 고효율, 저에너지, 친환경 건축을 보여준 이 단지는 미래 도시의 새로운 방향을 제시해 주고있다.

적정기술 : 소외된 지역의 사람들을 위한 기술로 화석 연료를 거의 사용하지 않고 신재생 에너지를 주로 이용하여 적은 비용과 에너지로 이용할 수 있는 친환경적이며 지속 가능한 기술이다.