우리에게 친환경적인 차로 알려져있는 수소차는 수소 연료 전지 시스템을 사용하여 전기를 생산하는데, 이때 발생하는 전기가 전기모터를 작동시켜 수소차를 움직이게 하는것이랍니다. 그럼 전기를 생산하는 연료전지와 연료전기는 무엇인지에 대해 알아보겠습니다.
목차
1.수소 연료전기의 정의
2.문제점과 해결책
3.해외전망과 미래가치
수소 연료전기의 정의
수소 연료전기(Hydrogen Fuel Cell)란 전기를 생산하는 과정에서 수소와 산소를 결합시켜 물을 만들어내는 반응을 이용하고 이 반응은 수소 연료전지라는 장치를 통해 이루어집니다. 이러한 반응을 통해 생성된 전기는 전기모터를 구동하여 차량, 발전기 등의 기계를 작동시킬 수 있습니다.
수소 연료전기는 전기를 생산하는 장치로, 수소와 산소가 반응하여 전기를 생성하는 화학반응을 이용합니다. 이러한 기술은 친환경적이고 효율적인 전력 생산기술로 주목을 받고 있습니다.
전지의 원리로 수소는 전지에 공급되며 산소는 공기 중에 가져오거나 저장된 공기를 사용해 공급하고, 전해질은 양극과 음극 사이를 전달하는 이온을 제공합니다.
대부분 수소 연료 전지에는 고체 전해질이 사용됩니다. 고체 전해질은 양극과 음극을 분리하면서 이온을 통과시키는 역할을 하고 이 전해질을 통해 이온이 이동하여 수소와 산고가 반응하는 것입니다.
이 반응에서는 수소와 산소가 결합하여 물을 생성하며 전기도 생산이 됩니다. 이러한 화학반응으로 수소 연료전지가 작동하며 열을 발생시키고, 이 반응으로 생성된 전자는 전기를 생산하기 위해 외부 회로를 통해 이동합니다.
전기는 필요시 이용될 수 있도록 전력 저장 장치에 충전되며 이러한 반응에서 생성된 물은 배출되기 때문에 친환경적이고 효율적인 전력 생산 방법으로 평가받고 있는 것입니다.
수소 연료전지 문제점
수소 연료 전지는 연소 과정이 없어 오렴물질이 발생하지 않고, 소음, 진동 등 공해 요인이 적고, 열전도와 화학전도를 이용해 전기를 생산하기 때문에 높은 효율성을 가지기 때문에 손실이 적은 장점이 있습니다.
이처럼 깨끗하고 효율적인 전기 공급원이 될 가능성이 있지만, 몇 가지 문제점이 있습니다. 현재 대부분의 수소는 천연가스와 같은 화석 연료로부터 생산되는데, 이 과정에서 이산화탄소 배출을 발생시키게 되는데 환경점 이점을 약화시키는 문제점이 있습니다.
대안적인 방법으로 재생 가능한 에너지원을 이용한 전기분해 등이 있지만 비용이 더 비쌉니다. 수소를 연료원으로 보다 실용적으로 만들기 위해서는 수소를 저장하고 운송할 수 있는 인프라가 더 갖춰져야 하고, 수소를 더 많은 곳에 사용될 수 있도록 정부와 민간 기업의 인프라 구축에 투자가 필요합니다.
안전성에 있어서도 사용과 관련된 위험이 존재하는데, 더 나은 누출 감지 및 비상 대응 절차와 같은 안전 조치를 개선하면 이러한 위험을 완화하고 기술에 대한 대중의 신뢰를 높이는데 도움이 될 수 있습니다. 그리고 다른 새로운 기술과 마찬가지로 높은 비용에 관한 문제가 남아있습니다.
수소 연료 전지의 비용은 현재 기존의 가솔린이나 배터리 구동 차량보다 높기 때문입니다. 그러나 향후 생산량이 증가하고 규모가 커질수록 비용이 감소할 것으로 예상됩니다. 또한 지속적인 연구 개발은 미래에 더 효율적으로 발전될 것입니다.
해외전망과 미래가치
수소연료전기는 미래의 대체 에너지로서 전 세계적으로 많은 주목을 받고 있으며, 해외에서도 이에 대한 투자와 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있습니다.
수소 연료전기는 전기자동차와 유사하게 깨끗하고 친환경적인 방식으로 운전할 수 있으며, 긴 주행거리와 빠른 주유시간 등의 장점이 있습니다.
예를 들어, 일본은 수소를 대체 에너지원으로 활용하고자 미래의 중심 에너지원으로 수소를 지정하였고, 미국과 유럽 등도 이 산업에 대한 투자와 지원을 강화하고 있습니다.
또한 국제 에너지 기구(IEA)는 기존 에너지에 비해 대체 에너지로서 매우 유망하다는 평가는 내리고 있고, 2050년까지 수소를 적극적으로 활용하면, 지구온난화 방지와 함께 미세먼지 등의 대기오염 해소와 에너지 안정성을 보장할 수 있다는 분석을 발표하였습니다.
이처럼 미래에는 수소 연료전기가 점차적으로 더 많은 차량에서 사용될 것으로 예상됩니다. 특히 대기오염과 기후 변화에 대한 글로벌 관심이 높아짐에 따라, 국가들은 친환경적인 교통수단에 대한 지원을 더욱 강화할 것으로 예상됩니다.
이러한 지원은 수소 인프라의 발전과 수소 생산 방법의 개선, 그리고 수소 연료전기의 가격 절감 등을 이끌어 낼 수 있을 것입니다.
요약하면 수소 연료전지는 수소와 산소를 이용하여 전기를 생산하는 장치이며 대기에 유해한 물질을 배출하지 않아 친환경적이고, 높은 효율성과 안정성을 가집니다.
또한 전력 공급뿐 아니라, 이동 수단으로도 사용할 수 있으며, 해외 전망과 미래가치도 매우 좋아 대체 에너지 요소로 전 세계적으로 관심과 투자가 이루어지고 있으며 이러한 전망과 지원에 따라 전 세계적으로 더욱 발전할 것으로 예상됩니다.
