수소차 원리 / 단점 총정리

오늘은 수소차 원리와 단점에 대해서 알아보겠습니다.

문재인 정부가 '수소경제 활성화 로드맵'을 발표하면서 2022년 수소차 1만5천대 누적보급에서 6만5천대 상향 조정, 2040년까지 620만대를 목표로 설정하였고 수소차 운행에 필요한 수소 충전소를 2022년까지 310개, 2040년까지 1200개를 설치하겠다고 발표하였습니다.

이러한 수소차와 관련된 장기 정책들을 발표함에 따라 수소차에 대한 관심이 뜨거워졌는데요.

수소차에 대해 아직까지 생소하신 분들도 많이 계실것 같습니다.

수소차는 전기차와 개발이 비슷한 시기에 이루어졌으나 전기차는 현재 보급화가 수월하게 진행되고 있는 반면 수소차는 발전감이 늦은감이 좀 있는것 같습니다. 사실 예전에는 수소를 만들기가 어려워 에너지로 쓰기 힘들었고 발전또한 더딜 수 밖에 없었으나 최근 수소 생성 원리가 간편해지기 시작하면서 수소차의 미래가 기대 되고 있습니다.

 본문에서 수소차 원리와 단점에 대해서 살펴보겠습니다.

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수소차란?

수소차의 정식 명칭은 '수소 연료 전기차'입니다.

즉, 수소를 이용하여 발생시킨 전기에너지를 동력원으로 사용하는 자동차입니다.

우리가 흔히 볼 수 있는 전기차와 부품 구조가 거의 비슷하며 전기 모터로 작동된다는 공톰점들이 있지만 자세히 살펴보면 확연히 다른 차이점이 있습니다.

 

수소차 원리

1. 수소탱크에서 저장해 둔 수소를 연료 전지 스택(전기 발생 장치)로 보냅니다.

2. 연료 전지 스택에서 수소와 산소를 화학반응 시켜 전기를 만들고 모터로 보냅니다.

3. 보내진 전기가 모터를 움직이면서 전기에너지를 운동에너지로 바꿔 차량을 움직입니다.

4. 차가 달리는 상황에 따라 전기에너지가 많이 필요 없을 땐 연료 전지에서 만든 전기를 일부 보관합니다.

* 자동차에 따라 연료전지, 배터리 등의 위치 다름

전기차와 비교했을 때 전기를 이용한다는 점에서 비슷한 점들이 많습니다만 수소와 산소의 화학반응을 통해 전기를 만들어 생성한다는것에 있어 차이가 있습니다.

 

 

 

수소를 통한 전기 생성 원리를 조금 더 자세하게 다뤄보자면 물에서 직접 수소를 얻는 방법이 가장 간단하지만 생산량이 너무 적기 때문에 현재 사용되는 전기차는 부산물에서 얻고 있습니다.

천연 가스나 가솔린 등을 만드는 과정에서 생긴 가스에서 수소를 분리하는것이며 천연 가스에서 직접 얻을 수 있으나 이 방법은 고온, 고압의 수증기로 만든 후 수소를 얻습니다. 수증기는 산소와 수소로 이루어져 있기 때문에 분리하기가 비교적 쉽습니다.

 

 

친환경 수소차에 수소를 넣을 때는 가스를 주입하는 방식을 사용하므로 몇분만에 쉽게 채울 수 있습니다.

그 후 전기를 만들 땐 물이 전기분해에 의해 수소와 산소로 나눠지는 과정을 거꾸로 거슬러 올라갑니다.

즉, 차에 들어온 공기의 산소와 차의 탱크에 저장한 수소를 분리막으로 쏴주는 것입니다. 그러면 둘이 만나 화학적 결합을 하는 과정에서 전기가 만들어지고 이때 생긴 물은 수증기로 배출하는 것이 수소차 원리입니다.

 

 

 

이때 맑은 산소가 필요하기 때문에 수소차는 정화기능을 통해 깨끗한 공기를 흡입하며 그 덕분에 수소차가 많이 달리면 공기 중의 오염 물질도 줄어듭니다. 또한, 일반 자동차가 이산화탄소 등을 배출하면서 달리는 반면에 수소차는 수증기를 배출한다는 차이점이 있습니다.

즉, 수소차가 많아질수록 도시의 오염된 공기가 정화되는 이득을 볼 수 있으며 이 때문에 정부에서는 수소차 보급화 정책에 대해 논의하고 있습니다.

또한 수소차는 전기차와 작동원리와 구조가 매우 비슷하기 때문에 변속 충격, 소음 등이 거의 없고 에너지 소비효율이 매우 우수합니다. 연료를 가득 채웠을 때 무려 400km까지 주행을 할 수 있다고 합니다.

 

 

수소차 단점

수소차 연료전지에 사용되는 물질은 백금류로 그 금액이 매우 비쌉니다.

이는 수소차의 전체 금액 중 30~50%를 차지하고 있으며 그에 비례해서 수소차 가격 또한 상승할 수 밖에 없습니다.

그렇기 때문에 최근에는 촉매 체인 백금을 최대한 적게 사용하는 방안과 새로운 촉매로 대체하는 연구를 진행하고 있다고 합니다.

 

 

참고로 수소는 폭발하는 성질을 가지고 있기 때문에 안정성에 취약하다는 오해가 있었습니다.

하지만 그렇게 위험한 차량을 연구하고 시중에 판매하고 있진 않겠죠 ?

수소차 연료 저장 탱크는 690기압까지 견딜 수 있는 매우 튼튼한 탄소 섬유 복합재료를 사용 했으며, 우리가 흔히 알고 있는 수소폭탄의 원료 역시도 수소차의 원료와는 전혀 다른 원료를 사용하기 때문에 수소차의 안정성은 매우 뛰어나다고 할 수 있겠습니다.

 

지금까지 수소차 원리와 단점에 대해서 알아봤습니다.