수소연료 전지와 기존의 이 차 전지와의 기술적 수준

Question

안녕하세요

수소 연료 전지에 대해서 궁금한데 수소연료 전지가 기존의 배터리에 비해서 어떤 장점을 가질 수 있는지. 그리고 현재에는 어떤 수준에와 있는지 궁금합니다. 이에 대해서 답변 부탁드리겠습니다.

Answer 1

수소연료전지는 수소(H₂)와 산소(O₂)의 전기화학적 반응을 통해 전기를 생산하는 방식인데요, 이때 연소 과정이 아닌 전기화학적 반응으로 에너지를 얻기 때문에, 부산물은 물(H₂O)이 전부라서 친환경적입니다. 또한 단위 질량당 에너지 밀도가 수소는 매우 높기 때문에 같은 무게라면 리튬이온전지보다 더 많은 에너지를 저장할 수 있어, 장거리 운행이 용이합니다. 게다가 연료전지는 연속적으로 수소를 공급받으면 전기를 끊임없이 생산할 수 있으므로 따라서 버스나 트럭, 선박, 기차 등의 대형 차량에 유리합니다.

반면 기존 이차 전지의 경우 이미 전력망이 전 세계에 깔려 있어 전기차 충전소 설치가 상대적으로 쉽습니다. 하지만 수소는 충전소 인프라 구축 비용이 매우 높습니다. 또한 리튬이온전지는 전력 변환 효율이 약 90% 이상으로 매우 높은데요, 이에 반해 수소연료전지는 생산–저장–이송 과정까지 고려하면 30~40% 정도로 낮습니다. 즉 수소연료전지의 경우 수소 생산, 저장,운송 비용이 높고, 충전소 인프라 부족이 큰 걸림돌입니다. 현재는 주로 "그린 수소"(재생에너지 기반 전기분해)보다는 "그레이 수소"(천연가스 개질) 방식이 많아, 환경적 순기능이 완전히 발휘되지 못하고 있습니다. 감사합니다.