사회연료전지 현직자 입니다. 수소차 상용화의 오해와 문제점

저는 연구소에서 연료전지 관련 연구를 하는 사람입니다.
수소차 최다글과 그 댓글을 보고 몇가지 오해 및 문제점에 대해 적어보겠습니다.
연료전지와 수소차가 무슨 상관이지 하시는분들을 위해 간단히 설명하자면, 수소차의 핵심 동력장치가 연료전지입니다. 기존 휘발유 및 디젤차에서의 엔진 역할에 해당된다고 생각하시면됩니다.
1. 수소차는 물을 충전해서 작동하는게 아니다.
꽤 많은분들이 오해를 하고 계십니다.
수소차의 작동원리를 보면 연료전지에서 수소와 산소가 만나 물이 되는 반응과정에서 전기에너지가 생성됩니다. 생성된 전기에너지로 차가 굴러갑니다.
수소차는 기름대신 수소를 원료로 하는 자동차입니다.
2. 수소의 원천. 수소는 어디서 얻는가?
물도 수소의 많는 source 중 하나입니다. 다만, gram당 수소 밀도가 높은 물질들이 더 많이때문에 물을 쓰진않습니다. 최근에는 농가에서 많이 나는 메탄과 독성이있는 암모니아 그리고 바이오가스로 부터 수소를 채집하는 연구가 많이 진행되어왔습니다.
3. 수소차는 무공해 차량이다.
수소차만 놓고본다면 그렇다 입니다만 위와 같이 여러 물질로 부터 수소를 얻는과정에서 이산화탄소(CO2)가 생깁니다. 하지만 화석연료의 연소과정에서 나온 양과 비교하면 미량일 뿐더러 CO2 포집 및 저장기술에 관한 연구가 많이 진행되었기 때문에 친환경에 가깝다라고 말하는게 옳다고 생각합니다.
4. 수소 저장. 수소탱크는 안전한가??
많은 분들이 수소 폭탄에 대해 친숙하셔서 혹시 폭발 사고가 났을때 그 위력에 대해 걱정하십니다. 따라서 설문조사 결과를 보면 내가 사는 동네에는 수소충전소가 없었으면 좋겠다라는 의견이 지배적이라 실제로 5~6년전에 정부에서 수소충전소를 지으려고 시도를 했습니다만 주민들과 지차체의 반대에 의해 무산된 적이 있습니다. 하지만 수소 관련 연구에서 가장 완성도가 높은 분야가 수소 저장기술입니다. 예전에는 수소를 고온에서 압축하여 저장을 했지만 요즘에는 기술이 발달하여 액상으로도 저장하고 합금물질을 통하여 흡수저장하는 방법도 생겨났습니다.
5. 수소차 왜 이렇게 비싼가??
현재 상용화된 수소차가 (현대 투싼) 일반 가솔린차 보다 비싼이유는 연료전지의 단가가 비싸기 때문입니다. 정확히 말하면 연료전지의 핵심 구성요소인 촉매의 단가가 너무 비싼거죠.
촉매라는 물질이 있어야 효율적인 수소와 산소의 반응이 가능합니다. 현재 단일금속 촉매중 가장 성능이 좋다고 알려진 백금(Platinum)은 무지하게 비쌉니다. 보통 연료전지에 들어가는 백금 촉매양이 70g인데 약 200만원정도합니다. 따라서 백금사용량을 줄이는 촉매연구가 오래전부터 진행되어 백금기반 합금촉매서 부터 백금을 사용하지않는 탄소기반 촉매까지 Science, Nature 등 유명 저널에 다양하게 소개되어왔습니다. 하지만, 장기적인 운전 시간에서는 촉매의 내구성 저하로 인한 성능 저하때문에 촉매개발에 애를 먹고있는게 사실입니다. 고성능 저가촉매의 개발이 없는한 수소차 상용화의 확률도 낮습니다.
6. 전기차와의 비교
자동차 주행만큼 많이 하는게 충전입니다. 충전시간을 놓고보면 수소차는 완충까지 최소 2-3분 평균적으로는 8-9분정도 걸리기때문에 전기차에 비해 유리합니다. 주행거리도 전기차에 비해 1.5배에서 2배정도 깁니다. 충전단가는 전기차가 단연 낮습니다. 하지만 수소제조 인프라가 어느정도 갖춰진다면 전기차 수준으로 낮아질 것이라고 생각합니다. 현재 많은 변수가 존재하기 때문에 지금 시점에서는 전기차, 수소차 둘 중 장기적으로 한 노선으로만 선택하여 집중투자하는 것은 바람직하지 않다고 봅니다. 둘다 어느정도 윤곽이 보일때 선택해도 늦지않다고 생각합니다.
미래 현차의 운명은 수소차에 달렸다 할 정도로 수소차 개발 연구에 많이 투자를 하였습니다. 이전 정부들의 외면한듯한 관심과 지원속에서도 고군분투하여 수소차 개발 경쟁에서 선두주자까지 간 것은 높이 살만합니다만 앞으로 치고 나갈만한 힘을 잃어 경쟁사들이 많이 따라잡았습니다. 현 정부의 전폭지지 속에서 수소차와 수소관련 사업이 얼마나 많이 성장하느냐가 다음정부에서의 수소차 지원 존속여부를 판가름 할 것 입니다.