수소 자동차의 당면 문제

연구자들은 연료전지 자동차가 장거리 주행이 가능할 정도의 수소가스를 저장할 방법을 연구하고 있다.
글 | Sunita Satyapal, John Petrovic and George Thomas















1783년 파리의 늦은 여름날, 자끄 샤를(Jacques Charles)은 놀라운 일을 해냈다. 그는 고무가 코팅된 실크 주머니에 공기보다 가벼운 수소가스를 채워 만든 풍선으로 3000피트 상공을 날았다. 공포에 사로잡힌 농민들이 땅에 내려온 풍선을 파괴해 버렸지만, 샤를은 두 세기가 지나도록 연구자들이 추구하고 있는 우주에서 가장 가벼운 원소인 수소의 힘을 교통기관에 사용하려는 연구의 장을 열었다.
연소해 사용하거나 연료전지에 사용하거나 수소가 미래의 자동차 동력원으로 적합한 이유는 여러 가지가 있다. 국내산업에서 다양한 화학원료와 에너지원(예를 들면 재활용 가능한 핵연료와 화석연료)으로 생산할 수 있으며, 이 무독성의 가스는 사실상의 무공해 에너지원으로 다양한 기계에 사용될 수 있다. 수소는 연소시켜도 주요한 온실가스인 이산화탄소를 배출하지 않는다. 수소가 연료전지에 - 수소와 산소에서 전기를 발생시키는 배터리와 같은 장치 - 공급되면 전기자동차나 트럭을 물과 열만을 내놓으면서 추진시킬 수 있다. 연료전지 자동차는 현재의 자동차에 비해 2배나 높은 효율을 낸다. 수소는 대기오염과 그로 인한 건강상의 위험, 세계기후변화와 석유 수입 의존 등 심각한 환경 및 사회 문제를 완화시킬 수 있다.

하지만 자동차에 수소를 사용하는 것에는 장애물이 많다. 킬로그램 당 에너지 밀도는 휘발유의 3배나 되지만, 현재로서는 수소가스를 통상적인 액체연료만큼 소형화해 저장하기는 불가능하다. 가장 어려운 기술적 문제 중 하나는 어떻게 하면 충분한 주행거리와 차량 성능을 갖도록 수소를 효율적이고 안전하게 저장할 수 있느냐 하는 것이다. .....