세계는 탄소배출을 줄여 대기오염을 막는 환경보호에 노력을 함으로써 화석연료를 대체하는 에너지원을 수소를 이용하는 기술을 개발하고 있다. 연비도 좋고 깨끗한 자동차에 대해 살펴보자.
수소자동차 원리
수소자동차는 수소 연료로 달리는 차량이다. 수소가 차량에 탑재된 연료전지에 저장된 뒤 산소와 결합해 전기를 생산해 차량의 전기모터에 동력을 공급하는 원리다. 수소 자동차는 화석연료 자동차의 친화적인 대안이 된다. 수소연료전지는 배터리와 유사한 에너지 저장장치 역할을 하지만 기존 가솔린 차량처럼 연료를 재급유할 수 있다. 연료전지는 막을 이용해 수소와 산소를 분리해 전자만 통과시켜 전기의 흐름을 만든다. 이 과정은 매우 효율적이며, 연료 전지는 수소 에너지의 60% 이상을 유용한 전기로 변환할 수 있다.
수소차의 종류
수소 내연기관 차량(HICEV): HICEV는 기존의 내연기관 차량과 유사하지만 가솔린 대신 수소로 구동된다. 수소는 엔진에서 연소되어 열과 압력을 생성하며, 이는 피스톤에 동력을 공급하고 차량의 휠을 구동합니다. HICEV는 전통적인 가솔린 차량보다 배출량이 적지만 배기가스와 같은 오염물질을 여전히 배출한다. FCV와 HICEV는 모두 장점과 단점을 가지고 있다. FCV는 HICEV보다 범위가 길고 에너지 효율이 높지만 가격이 비싸고 복잡하다. HICEV는 더 간단하고 비용이 덜 들지만 에너지 효율이 낮고 범위가 더 짧다. 전반적으로, 두 유형의 수소 차량은 전통적인 가솔린 차량에 대한 깨끗하고 효율적인 대안이 될 수 있는 잠재력을 가지고 있다. FCV와 HICEV 사이의 선택은 범위, 비용 및 배출과 같은 요소에 따라 달라질 것이다. 기술이 향상되고 인프라가 발전함에 따라, 수소 차량은 점점 더 전통적인 차량의 매력적인 대안이 될 가능성이 높다.
수소차의 장점
1. 배기가스가 없다. FCV는 수증기와 열만 부산물로 생성하므로 대기 오염과 기후 변화의 원인이 되는 배기가스 같은 해로운 오염 물질의 배출을 없앤다. 2. 높은 에너지 효율이 좋다. FCV는 수소에 저장된 에너지의 최대 60%를 유용한 작업으로 전환할 수 있어 에너지를 효율적으로 사용이 가능하다. 3. 연비가 좋다. FCV는 기존의 가솔린 차량과 유사하며, 일부 모델은 1회 충전의 수소로 500km 이상 주행할 수 있다. 4. 연료보급이 용이하다. 수소 연료 보급은 5분 정도밖에 걸리지 않는데, 이는 기존의 휘발유 보급과 비슷하다. 5. 소음이 작다. FCV는 내연 기관이 없기 때문에 기존의 가솔린 차량보다 훨씬 조용하다. 6. 힘이 좋다. FCV는 순간적으로 높은 수준의 전력을 생산할 수 있다. 재생 에너지 통합의 잠재력: FCV에 사용되는 수소는 물과 풍력, 태양열과 같은 재생 가능한 에너지원을 포함한 다양한 자원에서 생산될 수 있다. 이를 통해 수소 생산부터 차량 운행까지 완전 재생 에너지 시스템을 구축할 수 있다.
수소자동차의 전망
가장 큰 과제 중 하나는 수소를 생산하고 유통할 수 있는 인프라가 부족하고, 현재 휘발유를 생산하는 것보다 비용이 크다. 해결해야 할 중요한 과제들이 있지만, 탄소 배출에 대한 우려가 커지고 지속 가능한 운송 해법에 대한 수요가 증가함에 따라, 투자와 개발이 지속될 것으로 보인다.