내연기관의 종말? 차세대 자동차는 무엇이 될까?

<출처:픽사베이>

안녕하세요. 영글로비스 독자 여러분. 한 겨울이 지나 어느덧 봄의 기운이 다가오고 있습니다. 봄도 좋지만 환절기를 대비해서 몸 조심하시기 바랍니다.

 

요즘 미세먼지 문제와 폭스바겐의 디젤 게이트가 터지면서 점점 내연기관의 종말을 예상하는 전문가들이 많아졌습니다. 아직 내연기관 자동차들이 주로 팔리고 있지만 전문가들은 향후 20년 후에 내연기관은 대체될 것이라 예상하고 있습니다. 프랑스와 영국은 2040년부터 내연기관 자동차 판매를 중지할 계획을 가지고 있고 노르웨이와 네덜란드는 2025년부터 탄소 무배출 차량만 판매가 가능하다고 합니다. 자동차 강국인 독일 또한 내연기관 판매 금지에 대한 입법을 준비 중인 만큼 점점 내연기관의 입지는 좁아지고 있고 차세대 자동차의 시장은 더 커지고 있습니다. 다음 자동차의 중심 컨셉은 친환경입니다. 대표적인 차세대 자동차는 전기자동차와 수소연료전지자동차로 꼽히고 있습니다. 두 가지 모두 친환경이라는 장점을 가지고 있지만 아직까지 뚜렷한 단점 또한 가지고 있어 내연기관을 대체하는 데에는 어려움을 가지고 있습니다. 그래서 이번 기사에서 전기자동차와 수소연료전지자동차의 장단점과 현재 연구 동향에 대해서 알아봄으로써 차세대 자동차는 무엇이 될지 독자 여러분 스스로 고민해 볼 수 있는 내용을 다루어 보도록 하겠습니다.

 

#전기자동차

<출처:픽사베이>

현재 현대자동차에서는 아이오닉과 레이를 전기차 버전으로 판매하고 있고 올해에는 코나와 니로의 전기차 버전을 판매할 계획을 가지고 있어 전기차 라인업을 확대할 예정입니다. 전기 자동차는 배터리에 전기를 충전시켜 그 전기로 모터를 가동하여 동력을 얻는 구조 입니다. 전기로 움직이기 때문에 배출가스가 전혀 없다는 장점과 전기자동차의 구조가 단순하다는 장점이 있습니다. 또한 기존의 전력망을 그대로 이용하면 되기 때문에 충전 인프라 구축에 유리합니다. 하지만 완전히 충전하는 데까지에는 급속충전을 하더라도 20분 이상 걸리는 단점과 주행가능거리가 내연기관에 비교해서 아직까지는 짧다는 단점을 가지고 있습니다. 또한 현재 전기자동차에 쓰이는 배터리는 리튬이온배터리로 코발트, 망간, 니켈 등 희귀 원소들이 들어가기 때문에 가격이 비싸고 불안정하다는 단점을 가지고 있습니다. 그래서 전기차를 보급하기 위해서 배터리의 에너지 밀도와 수명을 연장하여 주행거리를 늘리려고 하고 있고 그래핀 같은 신소재를 적용시켜 충전시간을 단축시키고 비용을 절감하려는 노력을 하고 있습니다. 하지만 현재 쓰이고 있는 리튬이온배터리는 성능향상에 한계를 보이고 있어 나트륨, 리튬-공기, 리튬-황 배터리등 차세대 배터리의 개발을 통해 주행거리를 늘리고 배터리의 값을 낮추려는 연구를 활발히 하고 있습니다.

#수소연료전지 자동차

 

<출처:픽사베이>

수소연료전지 자동차(이하 수소차)는 수소를 연료로 하여 수소와 산소가 반응하면 물이 생성되는 화학반응의 에너지를 이용하여 동력 구동을 하는 자동차입니다. 지난 2013년 현대자동차가 수소차를 독자기술로 양산해냈고 올해에 새로운 수소차를 선보일 예정입니다. 수소차 또한 어떠한 배출가스가 없다는 장점이 있고, 충전시간이 3분 내외로 매우 짧으며, 주행거리가 400km정도로 내연기관 자동차와 비슷하다는 장점이 있습니다. 하지만 아직까지 수소 연료를 생산하는데 비효율적이며 어렵고 수소충전소 설치비가 100만달러에 달하는 만큼 수소를 보관, 유통하는 데 비용이 많이 들고 기술적으로 어렵기 때문에 인프라가 잘 갖추어지지 않은 단점이 있습니다. 또한 연료전지에 백금 촉매가 들어가면서 가격이 비싸다는 단점이 있습니다. 이러한 단점을 해결하기 위해서 효율적으로 재생에너지로부터 수소를 생산하고 보관하는 방법을 연구하고 있고 연료전지의 가격을 낮추기 위해서 촉매에서 백금의 양을 줄이고 다른 금속의 양을 늘리고 구조를 변화시키는 연구를 진행하고 있습니다.

 

지금까지 차세대 자동차로 대표되는 전기차와 수소차에 대해서 알아보았습니다. 여러분은 과연 어떤 자동차가 도로 위를 지배할 것 같나요? 그 답은 오직 미래만이 알고 있을 것입니다.