친환경 산업에 대한 관심이 많아지면서 가장 크게 주목을 받은 것은 2차 전지 입니다. 그렇다 보니 그 외에 산업들은 소외되고 있는데요. 사실 수소연료전지는 2차 전지보다 더욱 친환경적이고 에너지 효율도 좋습니다. 다만 비용면에서 비싸기 때문에 인기를 끌지 못하고 있는데요. 앞으로 계속적인 개발로 점점 더 많이 사용하게 될 것이고, 2차 전지와 함께 주목 받는 에너지가 될 것이라고 생각합니다. 그럼 바로 본론으로 들어가 볼까요?
수소연료전지
이름 그대로 수소를 이용해 전기를 만들어내는 장치라고 할 수 있는데요. 여기서 전기 에너지가 만들어지는 원리는 석유나 가스 등과 같은 연료에서 추출해낸 수소를 산소와 반응 시켜 물과 전기 에너지를 만들어 내는 것입니다. 즉, 종합해 보면 수소를 공기 중 산소와 화학반응 시켜 전기를 생성하는 장치라고 볼 수 있죠. 그리고 만들어내는 과정에서 기존의 터빈 발전 방식이 아닌 산화 환원 반응을 이용해 전기를 만들기 때문에 에너지 효율도 높습니다.
장점 및 단점
우선 장점은 크게 다섯 가지로 나누어 볼 수 있습니다.
- 친환경적입니다. 요즘 화석 연료 사용을 줄이려는 가장 큰 이유 중 하나죠. 물론 수소연료전지도 완전한 친환경 시스템이라고 할 수는 없습니다. 하지만 이런 문제는 2차 전지도 마찬가지이며, 기존 발전 시스템에 비해 온실 가스 배출을 줄일 수 있는 대체 에너지로 사용하기에 좋으며, 완전한 친환경 시스템을 구축해 가기 전에 사용할 수 있는 에너지라고 볼 수 있겠습니다.
- 소규모 분산 발전이 가능합니다. 왜냐하면 적은 땅에도 발전소 건설이 가능하기 때문인데요. 그렇기 때문에 비교적 도심에서 가까운 곳에 발전소를 지을 수 있습니다. 이렇게 발전소가 가깝다면 송전 거리도 짧아지기 때문에 비용도 절약할 수 있습니다.
- 운전 효율이 좋습니다. 작은 땅에 작은 발전소 크기를 가지고 있기 때문에 효율이 나쁘다고 생각할 수 있는데요. 일반적으로 수소를 활용한 연료 전지는 약 50~60%의 효율을 보입니다. 그리고 만약 연료전지에서 발생하는 열도 함께 이용할 경우 80% 이상까지 효율을 높일 수 있습니다.
- 충전 속도가 빠릅니다. 최근 가장 주목 받는 친환경 제품인 2차 전지보다도 충전이 빠른데요. 물론 2차 전지도 급속 충전 기술의 발달로 충분히 빨라지고 있지만, 고압 수소를 활용하는 연료 전지 충전 속도는 약 5분 밖에 되지 않기 때문에 훨씬 빠르다고 할 수 있겠습니다.
- 소음 및 진동이 거의 없습니다. 왜냐하면 기본적으로 구동 부품이 거의 없기 때문입니다.
단점은 총 세 가지로 구분해 볼 수 있는데, 이는 아래 내용과 같습니다.
- 비용이 많이 듭니다. 기본적으로 수소를 저장하고 운송하는 기술이 아직 부족하기 때문인데요. 이런 이유 때문에 수소 시장 보다 2차 전지 시장이 활성화 되어 있습니다.
- 부식이 있을 수 있습니다. 아무래도 화학적 에너지를 변환시키는 장치이기 때문에 부식을 완전히 방지하기 어렵습니다.
- 완전한 친환경 수소 생산이 어렵습니다. 이는 2차 전지와 비슷한 개념인데요. 완성된 연료 전지 자체는 친환경적이지만 연료 전지에 필요한 수소를 생산할 때 온실 가스가 배출됩니다.
수소연료전지차
이미 수소연료전지를 이용한 수소 자동차도 상용화 되어 있습니다. 이 차는 수소를 공급하면 주변 공기를 빨아들이면서 전기를 만들게 되는데요. 이때 수소와 산소가 만나면서 물이 생성될 뿐이라서 유해 성분이 배출되지 않습니다. 오히려 주변 산소를 빨아들이고 정화한 후 수소 연료에 사용되고, 다시 깨끗해진 산소 내보내기 때문에 ‘공기 정화기’ 역할까지 할 수 있습니다. 다만 100%는 아니고 , 일부는 이산화탄소로 변질되기도 해요. 그래도 기존의 화석 연료 자동차에 비해 배출량을 확실히 줄일 수 있기 때문에, ‘저공해 자동차‘라도 분류하기도 합니다.
- 참고로 현재 주거, 드론, 건설기계, 선박, 기차, 항공기 등 다양한 분야에 접목되어 개발하고 있기 때문에 앞으로 수소 산업의 성장이 더욱 기대됩니다.