안녕, 차잘알 데이빗이야.

최근 전기차가 부상하면서 많은 사람들이 수소차에도 관심을 갖게 된 것 같아. 수소차 자체는 2001년에 완성되었고 2019년 문재인 대통령이 차세대 차량으로 많은 선전을 했지만, 테슬라 전기차가 급부상하면서 자동차 제조사들의 우선순위가 전기차 개발로 넘어가 버렸지.

사람들이 전기차에 대해 알게 되면서 또 다른 장, 단점이 있는 수소차에 대해 궁금해하는 것 같아서 오늘은 수소차에 대해서 이야기해 볼 거야.

 

수소자동차란?

수소자동차는 가솔린 내연기관 대신 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 얻은 전기를 이용해 모터를 구동하여 운행하는 친환경 자동차야. 일반 자동차와는 다르게 석유연료 대신 수소를 연료로 사용하기 때문에 배기가스의 주성분은 물이고, 질소산화물이 약간 배출되는 것 외에는 공해물질이 거의 배출되지 않아. 결국 수소차도 전기차의 일종이지. ‘수소연료전기차’라 부르는 게 가장 정확해.

 

수소자동차의 원리

수소자동차는 연료전지, 모터, 배터리, 수소탱크 등이 탑재되어 있어. 친환경 수소연료전지차가 움직이게 하기 위해 필요한 핵심원료는 전기인데, 전기를 발생시키기 위해 수소와 산소가 촉매를 통해 반응하도록 해야 돼. 쉽게 얘기하면, 물을 전기 분해해서 수소와 산소를 만드는 것을 반대로 한다고 생각하면 될 것 같아.

흡입된 산소와 수소 탱크에 있던 수소가 연료전지에서 화학반응을 일으키는데 수소와 산소가 백금 촉매를 거쳐 이온으로 분리되고 이때 같이 발생하는 전자가 이동하면서 전기를 발생시키지. 생산된 전기는 모터와 배터리로 공급되고, 물은 차 밖으로 배출되는 거지. 외부로부터 산소를 흡입할 때 에어필터로 공기가 여과돼 공기청정기의 역할도 해.

 

수소자동차의 장, 단점

1. 주행거리(장점)

주행거리는 수소차의 가장 큰 장점이야 앞으로 전기차에 들어가는 배터리가 더 발전한다면 모르겠지만 말이야. 차종에 따라 다르겠지만, 수소차는 평균적으로 한 번 충전해 약 600km를 주행할 수 있는데 전기차는 이번에 나온 현대 아이오닉 5 모델이 430km인데도 생각보다 많은 주행거리를 확보했다고들 하지.

2. 충전방식과 친환경성(장점)

전기자동차의 경우 직접 배터리에 전기를 충전하는 방식으로 내연기관 자동차보다는 압도적으로 친환경적이라고 볼 수 있어. 하지만 그만큼의 전기를 생산하기 위해 화력발전소의 생산량이 늘어난다는 것에 그렇게 친환경적인가 하는 생각도 들어.

수소차는 수소를 저장해 연료전지로 활용해서 이것을 이용해 발전한 전력으로 운행하기 때문에 저비용, 고성능이 가능해. 또, 하나의 공기청정기처럼 대기 중의 미세먼지를 포함한 불순물을 걸러낼 수도 있다고 하니 친환경적인 것으로는 최고라고 생각해.

3. 충전 속도(장점)

다들 알고 있겠지만 전기차의 가장 큰 단점 중의 하나가 바로 충전 시간이야. 일반적으로는 1시간 이상, 급속 충전을 해야 수십 분이 걸려. 하지만 수소차는 수소 충전 시간이 매우 짧아서 기존의 내연기관차들처럼 일반 천연가스나 가솔린을 넣는 것과 별 차이가 없어.

4. 차량의 속도(단점)

제로백을 포함한 차량 속도는 전반적으로 전기차가 빨라. 동력 구조상 단순히 배터리에서 모터로 전기를 공급하면 되는 전기차보다 수소 전지와 산소 화학반응 등 여러 과정을 거쳐야 하는 수소차가 더 불리하기 때문이지. 특히나 수소차는 기존 내연기관차를 능가하는 무거운 동력부품들을 실어야 하기 때문에 무게 면에서도 더욱 불리해.

5. 충전 인프라(단점)

전기차 충전소는 그나마 전국 수만 개 지점이 있는 반면 수소차는 이제 막 설치하고 있는 중이라 전국에 수십 곳 밖에 없어. 뭐, 시간이 지난다면 전기차 충전소처럼 충전 인프라가 늘어날 수 있겠지만 현재로서는 가장 큰 단점이라고 볼 수 있어.

6. 내장시설(단점)

전기차는 주행에 필요한 동력계가 극히 단순하기 때문에 차 내 넓은 공간을 확보할 수 있어. 앞으로 더 시간이 지난다면 차 내의 모든 조작을 컴퓨터 패널 하나로 해결할 수 있다는 것도 큰 이점이 될 거야. 수소차는 현대의 넥쏘를 보면 알겠지만 기존 내연기관 자동차보다 훨씬 큰 동력계를 확보해야 해서 전기차와 달리 내장의 넓이에 큰 이점을 가지기 어려워.

7. 정비(단점)

앞서도 말했지만, 전기차의 가장 큰 특징이 바로 구동계의 단순화이기 때문에 고장 날 경우 모터나 배터리를 갈면 되어 정비가 무척 단순해. 하지만 수소차는 매우 복잡한 구동방식과 부피가 큰 구동계 때문에 정비가 극단적으로 까다롭고 전기차를 능가하는 전용 시설이 필요하다는 단점이 있어.

 

수소자동차의 안전성

많은 사람들이 수소자동차가 안전한지 궁금할 거라고 생각해. 수소자동차는 국제적으로 안정성 인증을 받고 있어. 현대차가 만든 넥쏘는 18년에 가장 안전한 SUV로 선정되었고 미국의 안전연구기관에서 실시한 충돌 테스트에서 일반 내연기관 차량 이상으로 안전함을 입증받았지.

이처럼 수소자동차는 충돌, 화재, 충격을 받더라도 안전하게 설계되어 있는데 스택으로의 수소 공급을 차단하거나 화재나 위험을 인지하여 탱크에 있는 수소를 대기로 방출하는 등의 안전장치를 갖추고 있어.

차량 자체의 안전성도 중요하지만 사람들이 걱정하는 것은 수소가 폭발할 가능성이 높지 않냐는 것인 걸로 알고 있어. 수소는 가연성이지만 수소가 폭발하기 위해서는 생각보다 까다로운 조건이 필요해.

수소는 과량의 산소와 섞여야 폭발적인 연소를 하는데 수소탱크의 내부가 고압이기 때문에 밀폐된 공간이 아닌 이상 수소는 공기 중에 흩어져 날아갈 거야. 수소 저장 기술도 오랫동안 발달해온 기술이기 때문에 외부 충격이나 온도 변화 등에 의해 수소탱크에 있던 수소가 갑자기 새서 폭발할 가능성은 거의 없다고 볼 수 있어.

전기차, 수소차 어느 쪽이 되었든 내연기관 자동차의 종말은 점점 가까워 오고 있다는 느낌이 드네. 오늘 자동차 얘기는 여기까지. 그럼 안녕. by 벨레 매거진

 

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