수소에너지로 차량이 움직이는 원리가 무엇인가요?

Question

대형트럭이나 버스를 수소에너지로 운행하는 기술을 개발중이라고 많이봤습니다

수소에너지로 차량이 어떻게 움직이는지 원리가 궁금합니다~

Answer 1

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 수소 연료전지로 구동하는 버스나 트럭은 현재 상용화 되어 판매 중인 상태입니다.

수소 연료전지는 물의 전기분해와는 반대되는 원리로 물을 전기분해 할 때는 외부의 전기를 통해 물을 수소와 산소로 분해하는 반면에 연료전지는 수소와 산소를 전기-화학적으로 반응시켜서 전기를 발생시킵니다.

이를 화학반응 식으로 표기하면 아래와 같습니다.

연료극(음극) : H™ → 2H±+2e

공기극(양극) : 1/2O™+2H±+2e → H¡O

전체반응 : H™+1/2O™ → H™O+전기

산소는 공기 중에 있으므로 수소차는 실제로 수소만 저장하면 이것을 물과 전기로 변환해 사용이 가능합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

작동 원리

​

- 수소와 공기중의 산소를 반응시켜 얻어낸 전기로 모터를 구동하는 방식

- 수소탱크(연료탱크)에 보충된 수소는 연료전지(스택)의 음극으로 이동하여 거기서 촉매를 통해 산화가 됩니다.

- 수소가 산화 되면서 수소이온, 전자로 분해가 되고 분해된 수소가 외부 산소를 만나게 되면 전기가 생산 되어서 모터를 구동합니다

- 스택의 양극에서 화학반응을 하는데 이때 물, 전기, 열이 발생 됩니다. 전기는 배터리로 공급 되고 물은 밖으로 배출이 됩니다.

​

장. 단점

​

장점

- 수소는 전기차 대비 한 번 충전으로 긴 주행거리를 주행이 가능 하다

- 충전 시간이 LPG 충전 시간과 비슷 하다. 약 5분

- 배기가스 대신 물을 배출 하기 때문에 이 배출 되는 물을 잘 이용 하면 더욱 더 친황경 적인 차량이 될 수 있다.

​

단점

- 수소 충전소 부족

- 전기차 보다도 비싼 차량 가격

- 고가의 연료전지(스택)

- 외부 산소와 수소가 화학반응 하는 차량이다 보니 미세먼지 없는 깨끗한 산소가 필요

Answer 3

안녕하세요. 과학전문가입니다.

수소자동차의 원리는 일반 가솔린이나 디젤 자동차와 같습니다. 다만 기름을 이용하여 엔진에 출력을 주는 것이 아니라 수소라는 연료를 사용하여 엔진을 작동 시키는 원리 입니다.

참고로 LPG 자동차의 원리도 동일 합니다.

도움이 되셨으면 추천 좋아요 부탁드립니다. ^^

Answer 4

안녕하세요. 과학전문가 Trailblazer 입니다.

수소차는 고압의 수소탱크 내에 충전돼 있는 수소를 산소와 화학반응시켜 발생된 전자를 이동시킨 후 전기를 발생시켜서 이를 구동에너지로 사용합니다.

참고사이트 : http://www.naeil.com/news_view/?id_art=295504

(내일신문 - 전기차와 '같은 듯 다른' 수소차)

Answer 5

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

수소 에너지를 사용한 자동차는 태양열 또는 원자력 등의 에너지를 사용하여 수소를 생산한 다음 수소 탈수반을 통해 전기를 생성하여 차량을 움직이게 만듭니다. 수소의 연소로 생성되는 연료전지의 전기는 차량의 전기 모터를 통해 움직입니다. 수소 연료전지 기술은 현재 연구개발 단계에 있지만, 수소를 사용한 차량은 향후 상용화 될 것으로 기대되고 있습니다.

Answer 6

안녕하세요.

수소 에너지는 차량에 동력을 공급하는 데 사용할 수 있는 대체 에너지의 일종입니다. 수소를 전기 에너지로 변환하는 연료 전지를 사용하여 차량을 구동하는 전기 모터에 동력을 공급하는 방식으로 작동합니다.

자세한 작동 원리는 다음과 같습니다:

수소 저장: 수소는 차량의 고압 탱크에 저장됩니다. 수소는 압축 가스로 저장되며 가솔린이나 디젤과 같은 다른 연료에 비해 상대적으로 안전하고 다루기 쉽습니다.

연료 전지: 저장 탱크의 수소는 연료 전지로 공급되어 공기 중의 산소와 화학 반응을 일으킵니다. 이 반응은 차량의 전기 모터에 동력을 공급하는 데 사용할 수 있는 전류를 생성합니다.

전기 모터: 연료 전지의 전류는 차량의 바퀴를 구동하는 전기 모터에 전력을 공급합니다. 이 모터는 매우 효율적이기 때문에 연료 전지에서 생산되는 에너지의 대부분은 차량을 움직이는 데 사용됩니다.

물과 열: 연료 전지에서 수소와 산소가 반응할 때 발생하는 유일한 부산물은 열과 수증기이며, 이는 무해하고 친환경적입니다.

이 공정은 매우 효율적이고 유해한 배출물을 생성하지 않으므로 수소 에너지는 차량 동력 공급을 위한 기존 화석 연료의 매력적인 대안이 될 수 있습니다. 또한 수소는 천연가스, 물, 재생 에너지원 등 다양한 자원에서 생산할 수 있어 다재다능하고 지속 가능한 에너지원입니다.

결론적으로 수소 에너지는 연료 전지를 사용하여 수소를 전기 에너지로 변환한 다음 전기 모터를 구동하여 차량을 구동하는 데 사용하는 방식으로 작동합니다. 이 과정은 깨끗하고 효율적이며 환경 친화적이기 때문에 수소 에너지는 기존의 화석 연료를 대체할 수 있는 유망한 차량 동력원으로 떠오르고 있습니다.