'환경 오염 걱정 끝.' 연료전지 자동차는 하이브리드 카의 뒤를 이을 차세대 차량이다. 수소 등 무공해 에너지를 연료로 사용해 움직이고 배기가스 대신 수증기가 배출하기 때문에 환경오염을 걱정할 필요가 없다. 한번 충전으로 500km 이상을 거뜬히 달릴 수 있는 기술도 개발돼 상용화를 앞두고 있다. 대기오염과 지구온난화,에너지 부족의 주범으로 몰려온 자동차가 이런 오명을 씻을 날도 머지않은 것 같다. ◆'무공해 친환경'차량 연료전지차연료전지차(fuel cell vehicle)는 환경오염을 획기적으로 줄일 수 있는 차세대 친환경 차량으로 주목받고 있다.
휘발유 경유 등 화석연료와 전기를 함께 쓰는 하이브리드 카를 대체할 새로운 차량이다. 아직까지 본격적인 상용화 단계는 아니지만 각 자동차업체들이 시장을 선점하기 위해 기술 개발에 사활을 건 경쟁을 벌이고 있는 분야이기도 하다. 연료전지에 대한 연구가 본격적으로 이뤄진 것은 1960년대.미국의 NASA(항공우주국)가 우주선의 동력원으로 연료전지를 선택하면서부터였다. 핵연료를 쓰자니 위험하고 전기 배터리는 부피가 큰 데다 수명이 짧은 단점이 있었기 때문에 작고 효율도 높은 연료전지가 우주선의 동력원으로 사용됐다. 이후 연료전지는 고효율과 친환경성을 인정받아 자동차 분야에도 응용되기 시작했다.
연료전지를 자동차의 동력원으로 사용하고자 한 시도는 1980년 말부터 시작됐다. 연료전지차는 연료전지에서 수소 메탄올 등의 연료를 연소 과정 없이 직접 전기에너지로 변환시켜 전기모터로 움직이는 차량이다. 물을 전기분해하면 수소와 산소가 발생하지만 거꾸로 수소와 산소가 화학반응을 일으키면 전기가 발생하는 원리를 활용했다. 연료전지차는 화석연료를 사용하지 않는다는 것이 가장 큰 장점으로 꼽힌다. 환경친화적이면서도 정숙성이 뛰어나고 연료 효율도 높다. ◆어떻게 움직이나구동원리는 이렇다. 차량에 부착된 수소탱크에서 수소를 연료전지에 공급하면 공기공급기를 통해 들어온 공기와 화학반응을 일으켜 전기가 만들어진다.
이렇게 생성된 전기는 전기모터로 전달돼 차량을 움직이게 된다. 연료전지는 연료(수소)를 연소과정 없이 전기로 바꿔주는 전기화학 장치다. 화학적 반응에 의해 전기를 발생시킨다는 점에서 배터리와 비슷하지만 반응 물질인 수소와 산소를 외부로부터 공급받는다는 점에서 배터리와는 다르다. 연료전지의 내부 구조는 전해질을 사이에 두고 두 전극이 샌드위치 형태로 이뤄져 있다. 두 전극을 통해 수소와 산소 이온이 지나가면서 전류를 발생시키고 부산물로 열과 물을 만들어낸다. 연료전지의 음극과 양극을 통해 각각 수소와 산소가 공급되면 수소분자는 촉매에 의해 양자와 전자로 나눠진다.
이 양자와 전자는 서로 다른 경로를 통해 양극에 도달하게 되는데,양자는 연료전지의 중심에 있는 전해질을 통해 흘러가고 전자는 외부회로를 통해 이동하면서 전류를 흐르게 한다. ◆상업화의 걸림돌은연료전지차를 실용화하려면 적지 않은 과제를 해결해야 한다. 우선 기체 상태인 수소를 어떻게 저장하느냐가 관건이다. 안전문제와 저장용량의 한계 때문이다. 일본 도요타자동차의 프리우스 등 앞서 만들어진 연료전지차들은 대부분 휘발유 엔진과 연료전지를 함께 쓰는 하이브리드 방식을 채택해왔다. 또 수소연료를 값싸고 안전하게 보급하기 위해서는 초고압저장기술을 개발해야 한다.
기존 정유소 대신 전국에 수소 충전소를 세워야 하는 등 초기 투자비용도 만만치 않다.
