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수소차는 전기차와 더불어 화석연료인 가솔린과 디젤 자동차에 대안으로 친환경적으로 만들어지고 있는 자동차입니다. 겉보기에는 어떤차가 수소 연료를 사용하고, 전기 연료를 사용하는지는 구분하기가 힘듭니다. 수소가스를 전류로 변환하여 연료전지를 통하여 모터에 전력을 공급하는 방식이 수소차이며, 전기로 충전되어진 배터리로 작동하는 방식이 전기차 입니다. 전기 자동차는 수소 자동차에 비해 보급률이 높지만, 충전이 느리다는 단점이 있습니다.
현재 사람들은 고유가시대에 맞서 친환경적인 수소차나, 전기차를 선택하고자 고민하시는 분들이 늘어나고 있습니다. 전기차에 비해 과연 더효율적인지 살펴보겠습니다.
현재는 전기차 시대
전기 자동차는 리튬 이온 배터리에 저장된 전류를 사용하여 구동되는 전기모터를 사용합니다. 배터리에 저장되어 있는 전기에너지는 전기 모터와 자동차의 전반적인 전력 시스템에 전력을 공급하여 자동차 운행을 가능하게 해줍니다. 사용자는 자동차를 콘센트나, 충전스테이션에 연결하여 일반차가 주유하는 것처럼 배터리를 충전해 주어야 합니다.
배터리가 전기 모터에 전력을 공급하여 토크와 가속을 생성하여 차량을 움직일 수 있는 능력이 발생하게 됩니다. 전기 자동차는 전기를 효율적으로 사용하기 위해 배터리와 모터 사이의 에너지 흐름도 제어하여 전력 손실을 방지합니다.
또한 사용자가 브레이크를 밟을 경우 바퀴에서 에너지를 재생하여 다시 배터리로 에너지를 복원하는 회생 제동 기능이 필수입니다. 전기 자동차의 장점으로는 오직 배터리만을 사용하기 때문에 유지관리(엔진오일, 기타 오일류 등)를 할 필요가 없으며, 전 세계적으로 충전 인프라를 점점 더 확장하고 있는 추세입니다.
또한, 충소음이 없이 조용하게 작동하며 배기가스를 배출하지 않아 친환경적 입니다. 충전비용이 화석연료에 비해 저렴한편이며 충전 자체도 편리하게 할 수 있습니다.
하지만, 장점만 있는 것이 아닙니다. 전기 자동차의 최대의 단점으로는 배터리를 충전하는 시간이 오래걸리며, 충전하는 시간에 비해 주행거리가 제한될 수 있습니다. 또한 배터리의 수명이 제한되어 있으며 폐기하는데 어려움이 있으며 주기적으로 배터리 관리와 새 배터리를 필수적으로 교체해 주어야 한다는 큰 단점을 가지고 있습니다.
수소차는 어떤 식으로 작동이 될까?
수소차는 공기중의 산소와 수소가 반응을 하여 전기를 생산하기 때문에 친환경적인 자동차 입니다. 수소와 산소가 반응하여 에너지를 만들어 내기 때문에 물 이외에 배출가스가 발생하지 않습니다.
작동원리로는 수소가 연료전지에 공급이 원활하게 이루어지면, 전자와 수소이온이 분리되게 됩니다. 이때 발생되어진 전자들이 연료전지의 양극에는 산소가 음극에는 수소로 생성이 되며, 이러한 현상 때문에 차를 움직일 수 있는 전기가 발생되어 이 전기로 인해 차가 움직일 수 있는 동력이 발생되는 원리 입니다.
수소차의 장점과 단점
수소 자동차의 장점으로는 전기 자동차가 충전되는 시간에 비해 더 빠른 수소 연료보급을 통하여 더 나은 주행거리를 얻을 수 있으며, 수소 연료는 재생이 가능하고 순수한 수증기를 배출하여 환경친화적이며, 수소연료전지를 재활용 하는 것은 비교적 쉽고 비용적으로 효율성이 높아 장기적으로 보았을때 환경에 좋은 영향을 줄 수 있습니다.
하지만 현재 충전 인프라 부족으로 인해 수소 자동차를 선택하는 사용자가 적습니다. 그래서 수소 자동차는 전기 자동차보다 높은 가격을 형성하고 있습니다. 하지만 성능면에서는 내연기관 자동차보다 수소자동차가 성능이 좋으며, 전기 자동차도 우수하나 충전시간이 오래걸리는 큰 단점으로 인해 그 성능의 가치가 줄어들고 있습니다.
또한, 인화성이 높은 수소가스를 이용하여 전력을 생성하는 수소 자동차는 정교한 설계와 안전한 예방조치를 통해 운전의 위험성을 줄이고 있기는 하나, 리튬이온 배터리를 주로 사용하는 전기 자동차에 비해 안전성이 떨어진다고 볼 수 있습니다.
그리고 수소 자동차를 운행하는데 필수적인 수소 가스를 먼저 생산하여야 하는데, 이 수소 가스는 메탄 과정을 통하여 생성되어 차량에 연료를 공급하기 까지 에너지를 두번 사용 하게 됩니다. 과연 이 과정이 친환경적이라고 생각 할 수 있을지 의문이며, 수소 가스가 한정적이기 때문에 수소 자동차가 상용화 되기 까지 많은 노력이 필요 할 것 같습니다.