내연기관 자동차로 인한 공해가 심해지면서 친환경 자동차가 많은 사람들의 선택이 되고 있습니다.
오늘은 친환경차인 수소차와 그 핵심 부품인 연료전지에 대해 자세히 알려드리겠습니다.
수소차(수소전기차)란?
정확히는 FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)라고 합니다.
수소차는 차량에 충전된 고압수소와 대기 중의 공기가 결합해 발생하는 전기에너지로 달리는 친환경 자동차다.
즉, 충전된 고압수소를 에너지원으로 사용하여 연료전지 시스템으로 전기를 이동시키는 것이다.
전기를 생산할 때 순수한 물(H2O)을 배출할 뿐만 아니라 운행 중 공기 중의 초미세먼지를 제거하는 기능도 있어 요즘은 미래형 그린카로 더욱 주목받고 있다.
수소차의 미래 비전은?
연료인 수소는 지구상에서 무한히 사용 가능하고 에너지를 생산하는 과정이 환경 친화적이기 때문에 인프라에 필요한 에너지, 철강, 화학, 신소재 등 관련 산업의 동반성장을 촉진하는 중요한 역할을 합니다.
현대자동차는 2013년 세계 최초로 수소차(수소전기차)를 양산했고 이후 수소버스를 개발해 지자체에 보급했으며 현재는 수소전기 대형트럭과 유럽으로 수출합니다.
현대차그룹은 향후 수소연료전지를 모빌리티(UAM: Urban Air Mobility), 대형 선박, 철도 분야에 활용할 계획이며, 현재 부족한 수소차 충전 인프라 구축에도 적극 나서고 있다.
현대자동차, 수소차 추진원리
수소차는 수소탱크에 안전하게 저장된 고압의 수소와 공기공급장치의 산소를 연료전지 스택에 공급해 전기화학 반응을 일으켜 전기에너지를 생산한다.
생성된 전기 에너지는 구동 모터를 구동합니다.
운동 에너지로 변환되어 수소차를 구동합니다.
수소차는 주행 중 배출구를 통해 순수한 물(H2O)만 배출된다.
현대자동차, 수소차 핵심부품 연료전지시스템!
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수소차의 핵심 부품인 연료전지 시스템은 내연기관차의 엔진과 같은 역할을 한다.
주행에 필요한 전기를 생산하는 장치로 ‘3차 전지’라고도 한다.
연료전지는 산소와 수소의 전기화학적 반응을 이용한다.
열 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.
생성된 전기 에너지는 순수한 화학 반응의 결과이며 화석 연료와 달리 이산화탄소와 같은 배기 가스를 생성하지 않습니다.
수소자동차의 핵심인 연료전지시스템은 연료물질에 따라 PEMFC, SOFC, MCFC 등 다양한 종류가 있다.
①연료전지스택
연료전지 시스템의 핵심으로 수소차 생산원가의 대부분을 차지하는 고가 부품이다.
연료전지는 수소차에 필요한 출력을 내기 위해 단위셀을 적층한 스택 형태다.
가 되었다.
셀은 화학반응을 일으켜 전기에너지를 발생시키는 전극막, 전극막 표면에 수소와 산소를 공급하는 가스확산층, 각 전극에 수소와 산소가 고르게 공급되도록 하는 통로로 구성된다.
혼입. 금속 분리막 등으로 구성
②수소 공급 시스템
연료전지 스택이 효율적으로 전기 에너지를 생성하기 위해서는 여러 전력 장치의 도움이 필요합니다.
이중 수소 공급 시스템은 수소탱크에 안전하게 저장된 수소를 연료전지 스택을 위해 고압 상태에서 저압 상태로 전환합니다.
운동용입니다.
또한 재순환 라인을 통해 수소 공급 효율을 높인다.
③공기 공급 시스템
공기 공급 시스템은 외부 공기를 여러 단계에 걸쳐 정화하고 수소와 반응하는 압력과 양을 조절해 연료전지 스택에 산소를 공급하는 장치다.
외기를 그대로 사용하면 공기 중의 이물질이 이로 인해 연료전지가 손상될 수 있어 공기를 정화한 후 여러 단계에 걸쳐 산소를 투입한다.
④열관리 시스템
열관리 시스템은 연료전지 스택이 전기화학적 반응을 할 때 발생하는 열을 외부로 방출하고 냉각수를 순환시켜 연료전지 스택의 온도를 일정하게 유지하는 장치이다.
열 관리 시스템 연료전지 스택의 성능과 수명에 영향을 미치기 때문에 수소차의 성능을 좌우하는 핵심 기술입니다.
현대자동차 안전, 수소차!
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수소차의 안전성 확보를 위해 국제표준(GTR: Global Technical Regulation)을 제정하고 지속적으로 개정하고 있습니다.
또한 관련 국제 기준에 의거하여 각국의 안전법규를 제정하고 있습니다.
전기 안전 및 수소 안전 측면에서 충족해야 할 몇 가지 사항을 규정합니다.
현대자동차그룹도 관련 기준과 법규를 준수하기 위해 많은 평가와 검토를 실시하고 있습니다.
현대차 넥쏘 수소차에 사용되는 연료전지 시스템은 10년 16만km의 내구연한을 보장하는데, 현대차그룹은 현재 보증기간을 훨씬 넘는 연료전지 시스템을 개발하고 있다.