전기차와 '같은 듯 다른' 수소차

2018-11-21 11:56:38 게재

연료전지가 배터리 역할

수소(연료전지)차는 기본적으로 전기차의 일종이다. 그러나 전기에너지를 사용하는 것만 같을 뿐 전기에너지를 어디서 가져오느냐에 큰 차이가 있다.

배터리에 충전된 전기에너지를 사용하는 전기차와 달리 연료전지에서 발생한 전기에너지로 전기모터를 돌려 자동차를 움직이는 차가 수소차다.


전기자동차의 원리는 외부에서 전기에너지를 충전한 후 배터리에 저장해 구동에너지로 사용한다. 반면 수소차는 고압(700기압) 수소탱크 내에 충전돼 있는 수소를 산소와 화학반응시켜 발생하는 전자의 이동으로 전기를 발생시키고 이를 구동에너지로 사용하는 방식이다.

외부충전 없이 수소를 사용해 에너지를 얻는 방식인 셈이다. 연료전지 내부에서 수소가 산소와 만나 전기를 발생하고 물로 환원한다.


구체적으로 보면 연료전지 음극에 수소를 공급하면 수소는 백금계 촉매와 반응해 수소이온과 전자로 분해된다. 전자는 외부회로를 거쳐 전류를 발생시키고 수소이온은 전해질을 거쳐 양극으로 이동한다. 양극에서 수소이온과 전자, 산소가 결합해 물이 생성된다.

이처럼 수소차는 내연기관이 없고 에너지 전환 이후 물만 생성되기 때문에 청정에너지로 불린다. 수소차는 수소에너지를 전기에너지로 바꾸는 연료전지가 중요한 역할을 한다.

특히 수소차는 3단계 공기정화를 통해 외부에서 유입되는 공기 중의 불순물을 99% 이상 제거하는 기능을 가지고 있다. 공기 중 불순물이 연료전지에 유입되면 연료전지 성능이 나빠지기 때문에 불순물 제거는 중요하다. 이에 수소차는 움직이는 공기청정기에 비유된다.

1단계 에어필터에서는 98% 이상 미세머지를 제거하고 2단계 막 가습기는 수분을 공급해 먼지를 제거하며 3단계에서는 탄소섬유로 이루어진 미세 기공을 통과시켜 나머지 먼지를 제거하게 된다. 미세먼지 외에 질소산화물이나 이산화황 오존 등 유해물질도 없앤다.

수소차는 이처럼 전기차와 달리 전기공급 없이 내부에서 전기를 생산하기 때문에 구조가 서로 다르다.

차량이나 전장장치 구동장치는 동일하지만 에너지저장이나 에너지사용 장치는 다르다. 전기차는 배터리가 중심이지만 수소차는 수소저장장치와 연료전지 공기공급장치 수소공급장치 등이 필요하다.

중소기업이 생산하는 부품수가 배터리 전기차는 3600개인 반면 수소차는 8500개로 2.4배다.

그만큼 고용창출 효과가 크고 산업 파급력이 크다. 수소차는 국산화율 99%로 수출을 통한 성장과 고용확대가 가능하다는 것이 수소차 부품업체의 주장이다.

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범현주 기자 hjbeom@naeil.com
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