수소 먹고 전기 낳는 자동차, 수소연료전지자동차
수소 먹고 전기 낳는 자동차, 수소연료전지자동차
  • 김성아
  • 승인 2016.01.12 16:25
  • 댓글 0
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미래 성장 동력원이자 온실가스 감축 등 신(新) 기후체제의 대안으로 꼽히고 있는 수소연료전지와 수소연료전지자동차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle)는 올해 핫 이슈로 부각될 것으로 보여 진다.

정부는‘창조경제’에 부합하기 위해 발전용을 시작으로 건물·가정용, 이동형 등 각 연료전지분야의 많은 지원을 하고 있으며 시장을 활성화하기 위한 방안들을 모색하고 있다.

하지만 연료전지와 수소연료전지차에 있어 인프라 확대, 관련 법규 등의 개선해야 한다는 과제가 남아있는 상황에서 수소연료전지자동차에 대해 알아본다.

연료전지 자동차는 수소를 연료로 하는 연료전지에서 생산되는 전기로 구동되는 전기 자동차의 일종이다.

연료 전지는 수소와 산소 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생하는 발전 장치로 수소를 연료로 사용한다.

또한, 메탄올, 가솔린, 천연가스도 연료로 사용된다.

하지만, 이런 종류의 연료를 사용하기 위해서는 연료로부터 수소를 생산하기 위한 별도의 연료변환기가 필요하다.

수소 연료전지 자동차는 하이브리드 전기자동차(HEV,Hybrid Electric Vehicle)을 넘는 연료효율, 가솔린 자동차 수준의 연료 공급용이성, 전기자동차와 동일한 수준의 정숙성, 배기가스가 거의 발생하지 않는 차세대 친환경 연료로 미래의 유력한 친환경 자동차이다.

에너지로 변환하는 과정도 단순해서 1차로 수소저장 탱크에 모인 수소는 연료전지로 옮겨져 수소이온과 전자로 나뉘고, 그 중 수소이온은 공기 중 산소와 반응해 물이 된다.

이 화학반응에서 만들어지는 전기에너지가 인버터를 거쳐 모터로 전달되며 이 힘이 타이어로 전달돼 자동차가 구동된다.

수소연료전지차의 장점을 살펴보면 첫째, 앞에서도 말했듯 높은 에너지 효율에 있다.

화합물을 연소시켜 화학에너지를 열에너지로 바꾼 뒤 다시 운동에너지로 바꾸는 내연기관과는 달리, 화학에너지를 바로 전기에너지로 바꾸고, 독립적으로 부착된 브러시리스(brushless) 모터로 직결되어 트랜스미션조차 필요가 없어 에너지 효율이 매우 뛰어나다.

둘째, 공해가 없다.

순수한 수소를 고압 수소 봄베에 충전하여 사용하는 경우 배기가스는 수증기 뿐이다.

셋째, 연료 고갈의 걱정이 없다.

수소연료전지차는 공기 중에 떠돌아다니는 수소를 이용해서 만든 엔진이고, 연료전지를 이용한 뒤 남는 배출물도 수증기(H₂O )이며, 수증기를 다시 전기분해하면 수소가 되기 때문에 연료의 제한이 없다.

현재 수소연료전지차와 전기자동차 등의 상용화가 기술적 문제 및 가격 등으로 인해 당초 예상보다 지연되고 있으나 향후 10~15년간 석유제품 가격이 계속 인상되어 이 분야 발전은 지속될 것이다.

양산 후 초기 10년은 충전소 등 인프라 구축을 위한 시기가 될 것이고 2025년에 본격적으로 시장이 열린 것으로 예상된다.

앞으로 수소연료전지차가 전기자동차보다 내연기관을 대체할 가능성이 높은데, 수소연료전지차의 최대 충전거리는 전기자동차인 닛산 리프의 최대 주행거리의 4배가 넘는 등 연비 향상을 통한 운행비용 절감과 배기가스 감소에 따른 대기오염방지 효과로 하이브리드차에 이어 미래 자동차 산업을 주도할 것으로 전망된다.

/한국에너지공단 전북지역본부 제공


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