수소 연료 전지 전기 자동차는 어떻게 작동할까요? | 패션호스

수소는 두 가지 방식으로 자동차 연료로 사용될 수 있습니다. 첫 번째는 수소 연료 전지를 이용하는 것으로, 이는 리튬 이온 배터리 전기차와 유사한 방식으로 작동합니다.

하지만 배터리의 에너지는 화학 반응을 통해 저장되는 반면, 수소 전지의 에너지는 수소 가스에 저장됩니다.

수소 가스는 탱크에 저장되어 연료 전지에 공급되며, 각 연료 전지는 전해질로 분리된 음극과 양극 단자(애노드와 캐소드)로 구성됩니다. 산소는 공기 중에서 흡입되어 캐소드에 주입되고, 수소는 촉매 역할을 하는 백금 양극 단자로 흘러가면서 수소 이온을 생성합니다.

이온들은 전해질을 통해 음극으로 이동하여 양전하를 띱니다. 분리된 전자들은 전해질을 통과할 수 없으므로 외부 회로를 따라 흐르면서 전기 모터를 구동하는 데 사용되는 전하를 생성합니다.

그렇다면 배출가스는 어떨까요? 수소 이온이 음극과 접촉하면 산소와 결합하여 물을 생성하고, 이 물이 자동차 배기가스로 배출됩니다.

수소를 연소에 사용

수소는 특수 개조된 내연기관에서 휘발유나 디젤을 직접 대체하는 연료로도 사용될 수 있습니다. 이 경우, 가압된 수소 가스가 엔진의 연소실에 직접 주입되며, 연소는 일반 내연기관과 동일한 방식으로 진행됩니다.

수소는 휘발유만큼 에너지 밀도가 높지 않기 때문에 이런 식으로 사용하는 것은 흔하지 않습니다. 하지만 수소를 연소시키면 주요 부산물이 물이 되고 엔진에서 발생하는 열로 인한 유독성 질소산화물(NOx) 가스 배출량도 줄어들어 배출가스가 적습니다.