물로 가는 자동차 과연 현대자동차가 성공할 수 있을까? 수소 자동차

정의선 현대차 회장이 2040년 수소에너지의 대중화를 선언했습니다.
방금 보고 오신 것처럼 정의선 회장은 수소 생산 비용을 굉장히 낮추고 마치 물에서 석유를 뽑아내듯이 아주 값싸게 천연 연료를 생산해서 공급하겠다 이런 목표를 가지고 계신데요. 

과연 이게 실제일까요? 수소 전지 기술들이 발전하면 세상이 어떻게 바뀌게 될 것인지 그리고 현대가 남 몰래 준비 중일 수도 있는 물로 가는 자동차에 대해서 설명드려볼까 합니다.
이렇게 지금 대표적으로 현대 수소차가 두 가지 있죠 넥소랑 액션 대형 트럭인데요. 

도요타를 제외한 모든 다른 자동차 브랜드에서는 수소차를 준비를 안 하고 있는데 왜 현대만 이렇게 수소에 열광을 하는가 많은 시선이 주목되고 있습니다. 
보시면 현재 수소 발전 기능이 수소 배터리 기능이 많이 발전함에 따라서 이렇게 거의 전기차와 비슷한 스펙으로 아직 가속 성능은 많이 떨어지지만
어쨌든 최고 속도도 빠르고 항속 거리도 굉장히 많이 올라갔죠 그리고 보시면 자사의 전기차와 수소차를 비교했는데요. 

1회 완충 시 주행거리가 수소차가 압도적으로 높고요. 
완충 시간은 말도 안 되게 비교할 수 없이 수소차가 앞서가고 있고 가격은 사실 너무 비쌉니다. 
충전 비용도 4배 가까이 비싸고요. 그리고 출력은 많이 떨어지는 것 같긴 합니다. 

일반 전기차가 확연히 저렴한데 왜 굳이 수소를 고집을 할까?
수소차의 원리를 간단하게 보면 수소 탱크가 있고 수소 탱크 안으로 들어온 수소가 보관이 되겠죠 그다음에 이제 수소가 외부의 산소와 만나서 이 연료 전지에서 만나서 이쪽 안에서 수백 개의 약 400개의 셀들이 있습니다. 

그 표면적이 넓은 셀들 안에서 산소와 수소가 결합이 돼서 발전을 해요.
만들어진 전기가 바로 모터로 가거나 아니면 배터리로 미리 충전을 해놔서 차가 급가속을 하거나 오르막을 갈 때에 이 배터리와 함께 모터의 전력을 공급해주는 거예요. 

그래서 지금 이 배터리 용량이 기존 일반적인 전기 배터리의 배터리 용량의 20% 정도의 용량으로 들어가 있다고 합니다. 
지금은 수소 연료전지의 힘만으로는 높은 출력을 낼 수 없기 때문에 보조로 배터리가 들어가 있는 거죠.
그래서 어쨌든 이렇게 산소와 수소가 만나서 전기가 발전이 되면 물이 배출이 되는 거죠. 

근데 저 포함 많은 분들이 아니 물에서 수소와 산소를 다시 분리해서 또 전기 발전하면 되는데 왜 굳이 물을 배출할까 조금 의아해하셨을 거예요. 

초등학교 중학교 화학 시간에 배운 정극에 연결하면 수소와 산소로 분리되는 그래서 이 간단한 원리로 차에서 발생된 물을 이렇게 전기 분해해서 수소와 산소 각각 탱크에 담고 다시 이거를 결합시켜서 발전을 하고
정말 쉬운 기술이 아닌가 그렇죠 이렇게 물 탱크가 따로 있어야겠죠 그래서 전기를 공급해주면 이 물에서 다시 산소와 수소로 분해가 되고 이를 다시 전기를 발생시키는 그런 순환이 가능할 텐데 왜 그렇게 하지 않을까? 심지어 요새는 촉매가 발달돼서 물에서 수소를 분리시키는 기술이 굉장히 많이 올라왔거든요. 

잠깐 뉴스 보고 오시면 국내 연구진
순수 국산 기술로 세계 최고 수준의 효율로 수소를 생산하는 시스템을 개발했습니다.
한 86%
까지 도달했고
지금 저런 스택을 갔을 때 한 80%
퍼트 도달했는데
1시간에 2kg 정도의
술을 얻을 수 있는 세계 최고 수준입니다.

그리고 전기차의 충전 효율이 80%라고 합니다. 
예를 들어서 100의 전기를 충전을 하면 그 충전된 전기를 다시 사용할 때는 80의 전기가 나온다는 거예요. 
그런데 그 수소 전지는 100의 전기를 저장을 하면 82라는 전기가 나오게 된다는 거죠. 

일반 전기차 충전 효율보다 더 높다는 겁니다. 
물론 전기를 충전할 때 급속으로 하는지 뭐 일반으로 하는지에 따라 많이 다르겠지만
효율은 대략적으로 거의 비슷하거나 수소 전기가 좀 더 유리하다. 

 

심지어 이제 전기 배터리의 그런 수요가 굉장히 높아지다 보니까 전기 배터리의 가장 필수적인 리튬이 엄청나게 가격이 올랐죠 이렇게 변동성이 크고 가격이 계속 오르고 있는 리튬이 너무 부담스러운데요. 
그렇다면 이렇게 물로 전기를 충전해서 소를 발생시키는 이런 방법이 왜? 너도 나도 참여해야지 왜 안 하나?

심지어 머스크는 수소 연료는 상상할 수 있는 가장 멍청한 짓이라면서 완전 비고왔고요. 
보시면 머스크가 왜 이런 이야기를 했는지 보시면 수소를 액체 형태로 유지하기 위해서는 거대한 탱크가 필요하고 보관하기 위해서 에너지가 굉장히 많이 들어간다. 
그래서 연료전지 수소 연료전지는 바보 전지다라는 말을 했다고 합니다. 

이 정도면 현대랑 도요타를 놀리는 걸 떠나서 이거 진심으로 하지 말라고 조언하는 것 같은데요. 
그럼 얼마나 넥소 전기차에 거대한 그런 부품들이 들어가는지 한번 보겠습니다.

지금 폐차된 넥소를 분해해가지고 지금 재활용하시는 사장님이신데 이게 아까 말씀드렸던 발전기가 됩니다. 
발전기 수소와 산소가 만나게 하기 위한 효과적으로 효율적으로 만나기 위한 장치인데 이 부품만 4천만 원이 넘는다고 해요. 

수명이 10년 정도밖에 안 되니까 진짜 지금의 효율은 말이 안 되는 거죠.
차를 굴릴 정도의 효율은 안 나오지만 그냥 가정에서 또는 외부에서 사용할 발전기 정도의 효율은 잘 나온다고 해서 이 사장님은 이거를 떼서 발전기로 재활용하시는 겁니다. 

보시면 크기가 어마어마하고요. 이 뒤에 보시면 큰 수소 저장 탱크가 세 개가 들어가는데 이 세 개로
수소를
겨우 6kg, 62kg을 저장한다고 합니다. 
그 수소 6.2kg를 가지고 대략 600kg를 가는 거죠. 

우리나라에 2만 7천 대가 소어가 보급됐다고 합니다. 
그리고 책 지피티에도 한 번 물어봤는데 수소를 저장하는 방법은 액화시키고 압축을 시키고 흡착을 시키고 이런 방법이 있는데요. 
액화 시키기 위해서는 이게 엄청나게 낮은 온도로 액화를 시켜야 되고
저장을 하려면 700바의 고압력이 필요하다고 합니다. 

자동차 타이어의 공기압이 2, 5 정도 되거든요. 
저장하는 게 쉽지가 않죠. 그리고 보시면 넥소 소모품을 보면 수소 가스 누출 점검을 1만 킬로마다 해야 되고요. 
필터라는 거는 순도가 높은 수소를 얻기 위해 반드시 필요한 장치인데요. 

이것도 6만 킬로마다 교체해 줘야 됩니다.
수소 저장 탱크를 4년마다 점검을 해야 되고 심지어 15년만 되면 교환을 해야 되고 그게 보통 일이 아니에요. 
나머지는 사실 전기차도 부동액이나 전지 냉각수나 이런 것들은 다 교환 받거나 이제 점검을 받아야 되기 때문에 큰 차이는 아니지만 수소전기차는 이러이러한 불필요한 점검이 필요하다.

그래서 수소 에너지의 핵심은 뭐냐면 수소를 분리하는 기술 그리고 수소를 저장하는 기술 수소 산소를 결합시켜서 전기를 만들어내는 기술이 가장 큰 핵심일 텐데 만약에 이 기술들이 완벽하게 소형화가 되고 효율이 많이 올라오게 된다면 맥소에 있던 기존 배터리가 사라져도 되겠죠 바로 연료 전기에서 수소와 산소가 만나서 강력한 전력을 생산하고 바로 모터로 보내줄 수 있으니까

그리고 모터에서 생산된 회생제동으로 생산된 전력을 가지고 다시 이 물탱크에 있는 물을 전기 자극해서 산소와 수소로 다시 분리해서 탱크로 저장할 수 있겠죠. 
그래서 결국 이런 수소 연료 배터리가 궁극적으로 기술이 발달되면 물로 가는 자동차가 가능한 거죠. 
그래서 이렇게 되면 고비용의 리튬이 들어가지 않는 생산 비용이 적은 전기차를 만들 수가 있고요. 

또 배터리가 열화돼서 나중에 교환해야 되는 그런 부담도 없어지고
지금의 배터리보다 훨씬 폭발 위험이 낮은 안전한 자동차를 만들 수 있는 겁니다. 
수소가 사실 수소 폭탄 뭐 이런 것 때문에 굉장히 위험하다고 생각이 들지만 그 수소폭탄의 수소와는 다른 거고요. 
lpg 가스보다 더 안정적이라고 합니다. 

lpg 가스 택시나 자동차가 어디 사고 나서 폭발했다는 기사 보신 적 있으신가요? 저는 없거든요. 
그만큼 lpg 가스 차가 안전한데 그 lpg 가스차보다도 더 안전하다라는 겁니다.

그래서 실제로 이런 가장 이상적인 형태의 탈 것을 연구하는 그런 연구실이 있는데요. 
보시면요
다른 연료 없이 물로만 작동한다는 포트 마치 연료를 넣듯 물을 넣은 후 이렇게 생수 한 병이면 약 한 시간을 구동할 수 있다는 보트
여기 물을 부어넣으셨잖아요 물을 부어넣고 물을 전기 화학 분해해서 수소를 생산하는 장치고요. 

이 생산된 수소는 이 관을 통해서 여기 수소 탱크에 저장이 됩니다. 
저장된 탱크는 다시 여기 보이시는 연료전지에 들어가서 전기를 생산하고요. 
이 생산된 전기로 저희가 모터를 구동할 수도 있고 남은 전기는 여기 보이시는 배터리의 충전이 됩니다.

그래서 의선이 형이 꿈꾸는 그 수소의 미래가 수소의 기술이 발전하면 발전할수록 수소를 추출하는 데 있어서 또는 보관하는 데 있어서 주입하는 데 있어서 굉장히 저비용의 기술이 되겠지만 반대로 그것들이 굉장히 작아져서 차량 안에 다 들어갈 수 있게 됐을 때는 외부에서 수술을 받아서 쓸 필요가 없게 되는 겁니다. 

그래서 이렇게 되면 카니발라이제이션 자기 시장 잠식이 일어날 수 있는 거고요. 
굳이 조화롭게 시장을 이어간다면 현재 플러그인 하이브리드 차량처럼 배터리 충전도 하고 가솔린 충전도 하는
그래서 수소전지 차량도 전기 충전도 하고 수소 충전도 하는 그런 모습이 나오지 않을까 생각해 봅니다. 

그리고 수소 연료 배터리의 특징이 뭐냐면 부피는 크지만 무게가 그렇게 나가지 않는다는 것 때문에 지금 현재 현대자동차에서 준비하고 있는 uam 같은 거나군사용 드론 그런 곳에다가 적용을 할 수 있고 특히 비행기의 날개 부분이 비어 있는데 그 부분을 수소 탱크로 사용할 수 있기 때문에 활용도가 더 높을 것 같습니다.