수소연료전지 자동차는 일명 수소전기차라고 말하죠. 수소전기차는 수소를 연료로 사용하는 연료전지를 이용한 미래 친환경 자동차입니다. 수소전기차는 전기자동차 범주에 속하지만 더 친환경적이라고 할 수 있습니다.
수소전기차는 가솔린 내연기관 대신 수소를 연료로 사용하는데 수소를 직접 태우지 않고 수소와 공기 중 산소를 반응시켜 발생하는 전기로 자동차 모터를 움직이게 하여 작동하는 원리입니다.
수소전기차는 엔진이 없고 연료전지 스택, 모터, 배터리, 수소탱크, 물 관리 장치, 공기공급장치 등으로 구성되어 있습니다. 여기서 연료전지 스택이란 연료전지 셀들이 수직으로 쌓여 있는 묶음을 말합니다. 이는 수소전기차의 핵심 요소입니다.
수소전기차가 작동하는 원리를 간단하게 말하면 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기 에너지를 만들어내고 모터로 자동차를 움직이게 만드는 것입니다. 이때 수소와 산소가 화학반응을 하면 오염 물질인 배출가스가 발생하지 않기 때문에 환경친화적 자동차라고 하는 것이죠.
수소가 연료전지에 공급되면 전자와 수소이온으로 분리되면서 전자가 발생합니다. 이 때 발생된 전자들이 연료전지의 양극에는 산소, 음극에는 수소로 만들어집니다. 이러한 원리로 인해 모터가 구동되는 것입니다.
그런데 수소전기차는 연료로서 효용성을 높이려면 많은 수소를 고압으로 압축하여 보관해야 합니다. 이를 보관하는 곳이 수소탱크인데 높은 압력의 수소를 견딜 수 있는 탄소섬유 강화 복합재로 제작되어 있습니다.
수소전기차는 산소의 공급을 외부로부터 수급하는데요. 수소차 내에 공기공급장치가 있는데 공기청정기와 같은 원리에 의해 필터 과정을 거친 후 연료전지 스택에 산소를 공급합니다. 그 이유는 순수한 산소만 유입시키기 위함이며 오염물질 등이 연료 진지 내에 들어가면 내부 손상이 발생하기 때문입니다.
위에서도 언급했듯이 수소전기차는 전기차의 범주에 속하지만 이 둘의 차이점은 수소전기차는 전기에너지를 직접 만들어내지만 전기차는 외부로부터 공급받습니다. 또한 수소전기차는 운행을 하면서 배기구를 통해 물을 배출하지만 전기차는 별도로 부산물이 없습니다. 수소전기차가 배출하는 물은 순수한 물이기 때문에 환경이 오염될 문제가 전혀 없습니다.
결론적으로 정리하면,
수소전기차는 수소와 산소의 화학 반응을 통해 만들어지는 전기 에너지를 생성하고 이렇게 만들어진 전기 에너지가 모터로 전달되어 자동차를 작동사키는 원리로 만들어진 미래 환경친화적 전기자동차입니다.
수소연료전지는 수소전기차의 핵심 요소이면서 4차 산업 기술 중에 하나로 손꼽을 수 있습니다. 수소연료전지는 환경친화적인 에너지이기 때문에 전 세계적인 과제인 탄소중립 실천과제를 해결하기 위해 큰 역할을 할 수 있습니다.
최근 SK디앤디가 수소연료전지 발전소를 칠곡에 건설할 예정이라고 발표했습니다. 이외에도 롯데케미컬, 포스코 등 수소연료전지 솔루션 개발에 박차를 가하고 있는 것으로 보입니다.