전기분해와 연료전지를 이용한 수소 저장
수소: 저장 문제
2007년 10월 6일
우리는 에너지 생산 및 저장의 가능한 모든 형태를 탐색해야 한다. 그 중 하나는 특히 매력적이다. 바로 물의 전기분해이다. 수소는 본질적으로 오염되지 않는 연료이며, 그 연소 결과는 ... 물이기 때문이다. 따라서 우리는 광활한 사막 지역이나 해안가에 거대한 시설이 자리 잡고 있는 꿈을 꿀 수 있다. 그곳에서는 바다 물과 같은 물 분자를 끊임없이 분해할 수 있다.
브뤼셀에 거주하는 엔지니어이자 독자인 알랭 허브레흐트는 수소를 연료로 사용할 경우(특히 자동차용)에 대해 몇 가지 보충 정보를 제공한다.
DynetekTexaco Ovonic Hydrogen SystemsOvonicsChevronTexaco
수소 저장에 관해 좀 더 구체적인 정보를 제공한다:
현재 수소 가스를 사용하는 대부분의 자동차는 350바의 탱크를 장착하고 있다(다임러크라이슬러는 최근 60대의 F-Cell 차량을 위한 하청업체를 발표했다). 그러나 GM은 이미 700바의 탱크를 사용하는 프로토타입 개발에 착수하고 있다. 그러나 이는 비용이 크다. 모든 충전소가 700바 압축기 장비를 갖추어야 하기 때문이다. 이 압축기는 비싸기 때문에, 회사에서 제안하는 해결책(공동 개발된 TOHS)의 장점이 부각된다. 이 해결책은 105바라는 더 합리적인 압력에서 수소를 안정적이고 컴팩트하게 저장할 수 있다.
TOHS의 혁신은 수소를 흡수하고 가열하면 방출하는 금속 합금이다. 이 새로운 개발은 기존의 금속 수소화물보다 더 뛰어난 성능을 보이며, 이를 증명하기 위해 TOHS는 토요타 프리우스의 내연기관을 수소 연료로 작동할 수 있도록 변환했다. 60리터의 부피를 가진 이 탱크는 3킬로그램의 수소를 저장할 수 있으며, 이로 인해 차량은 200킬로미터의 주행 가능 거리를 확보할 수 있다. 반면 동일한 부피의 기존 350바 탱크는 차량이 단지 100킬로미터도 주행할 수 없을 정도다.
( ) 수소를 이용한 대량 자동차 생산을 고려하기 전에 수소의 단점—생산 비용, 저장 비용, 유통 비용—을 반드시 살펴봐야 한다. 독일에서는 수소 생산 비용이 1킬로그램당 8유로에 이른다. 수소 1킬로그램의 에너지 가치가 가솔린 3킬로그램과 같다고 해도, 이는 세금 제외 가격 기준으로 가솔린보다 7배나 비싸다!
또한 자동차 내 수소 저장도 매우 비싸다. 1킬로그램당 1,000유로이다. 100킬로미터를 주행하기 위해 1킬로그램의 수소가 필요하다면, 500킬로미터를 주행하려면 5킬로그램의 수소를 탑재해야 한다(저장 비용 계산은 여러분에게 맡기겠다). 물론 몇 년 후에는 자동차 제조사들이 수소 자동차를 대량 생산하게 되어 저장 비용을 낮출 수 있을 것이다(예상 비용은 1킬로그램당 200~500유로). 미국은 2015년까지 1킬로그램당 약 70유로 수준의 비용을 목표로 하고 있다.
게다가 수소 저장만이 비싼 것이 아니라, 연료전지 자체도 매우 비싸다. 현재 연료전지의 가격은 내연기관보다 50
100배 더 비싸다. 연료전지는 1킬와트당 5,000유로인 반면, 일반 내연기관은 1킬와트당 50유로(또는 1마력당 37유로)이다. 제조사들은 2010년까지 이 가격을 1킬와트당 2001,000유로 사이로 낮추기를 기대하고 있다. 가격이 이렇게 높은 이유는 PEMFC 유형 연료전지에 사용되는 나피온(폴리머)이 1제곱미터당 400유로이기 때문이다!(출처:
)
수소 저장에 관해 좀 더 구체적인 정보를 제공한다:
현재 수소 가스를 사용하는 대부분의 자동차는 350바의 탱크를 장착하고 있다(다임러크라이슬러는 최근 60대의 F-Cell 차량을 위한 하청업체를 발표했다). 그러나 GM은 이미 700바의 탱크를 사용하는 프로토타입 개발에 착수하고 있다. 그러나 이는 비용이 크다. 모든 충전소가 700바 압축기 장비를 갖추어야 하기 때문이다. 이 압축기는 비싸기 때문에, 회사에서 제안하는 해결책(공동 개발된 TOHS)의 장점이 부각된다. 이 해결책은 105바라는 더 합리적인 압력에서 수소를 안정적이고 컴팩트하게 저장할 수 있다.
TOHS의 혁신은 수소를 흡수하고 가열하면 방출하는 금속 합금이다. 이 새로운 개발은 기존의 금속 수소화물보다 더 뛰어난 성능을 보이며, 이를 증명하기 위해 TOHS는 토요타 프리우스의 내연기관을 수소 연료로 작동할 수 있도록 변환했다. 60리터의 부피를 가진 이 탱크는 3킬로그램의 수소를 저장할 수 있으며, 이로 인해 차량은 200킬로미터의 주행 가능 거리를 확보할 수 있다. 반면 동일한 부피의 기존 350바 탱크는 차량이 단지 100킬로미터도 주행할 수 없을 정도다.
( ) 수소를 이용한 대량 자동차 생산을 고려하기 전에 수소의 단점—생산 비용, 저장 비용, 유통 비용—을 반드시 살펴봐야 한다. 독일에서는 수소 생산 비용이 1킬로그램당 8유로에 이른다. 수소 1킬로그램의 에너지 가치가 가솔린 3킬로그램과 같다고 해도, 이는 세금 제외 가격 기준으로 가솔린보다 7배나 비싸다!
또한 자동차 내 수소 저장도 매우 비싸다. 1킬로그램당 1,000유로이다. 100킬로미터를 주행하기 위해 1킬로그램의 수소가 필요하다면, 500킬로미터를 주행하려면 5킬로그램의 수소를 탑재해야 한다(저장 비용 계산은 여러분에게 맡기겠다). 물론 몇 년 후에는 자동차 제조사들이 수소 자동차를 대량 생산하게 되어 저장 비용을 낮출 수 있을 것이다(예상 비용은 1킬로그램당 200~500유로). 미국은 2015년까지 1킬로그램당 약 70유로 수준의 비용을 목표로 하고 있다.
게다가 수소 저장만이 비싼 것이 아니라, 연료전지 자체도 매우 비싸다. 현재 연료전지의 가격은 내연기관보다 50
100배 더 비싸다. 연료전지는 1킬와트당 5,000유로인 반면, 일반 내연기관은 1킬와트당 50유로(또는 1마력당 37유로)이다. 제조사들은 2010년까지 이 가격을 1킬와트당 2001,000유로 사이로 낮추기를 기대하고 있다. 가격이 이렇게 높은 이유는 PEMFC 유형 연료전지에 사용되는 나피온(폴리머)이 1제곱미터당 400유로이기 때문이다!(출처:
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