수소전기차를 운전하는 데에는 우여곡절이 있습니다. 장점으로는 더 많은 수소를 차에 채울 수 있기 때문에 주행 거리에 대한 걱정 없이 EV의 환경적 이점을 얻을 수 있습니다. 마이너스 측면에서는 적어도 현재로서는 수소 충전소가 드물다. 친환경적이고 효율적인 방식으로 수소를 얻는 것도 어렵습니다.
게다가, 다른 신기술과 마찬가지로, 최초의 사람들이 되는 것을 어느 정도 주저하는 것은 이해할 만한 일입니다. 성공할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 전원을 사용하여 도약하고 (적어도) 몇 년을 투자해야 합니다. 하지만 계속 읽어보시면 스스로 결정을 내릴 수 있도록 충분한 배경 지식을 제공해 드리겠습니다.
관련된
- 수소 기술에 대한 지속적인 문제에도 불구하고 차세대 토요타 미라이 확인
- BMW, 연료전지 X5 컨셉으로 수소차 또 예고
- BMW가 마침내 수소연료전지차를 대중에게 판매할 준비가 됐다.
수소 연료전지의 작동 원리
수소연료전지는 단순한 기계이다. 기술의 핵심은 양성자교환막이다. 막의 한쪽에는 순수한 수소가 있고 다른 쪽에는 일반 공기가 있습니다. 일반 공기는 약 80%의 질소와 20%의 산소, 그리고 미량의 기타 물질로 구성되어 있습니다. 수소와 산소 원자는 실제로 함께 있기를 좋아하기 때문에 양성자 교환막은 매우 중요합니다. 특히 두 개의 수소 원자와 산소 원자는 항상 함께 모여 물 분자를 만들고 싶어합니다. 그것은 아름다운 일입니다. 판단하지 마십시오.
막은 수소 원자가 산소로 이동하는 것을 허용하지만, 수소 원자가 도중에 전자를 포기하는 경우에만 가능합니다. 우리는 연료 전지 벽에 백금과 같은 전도성이 높은 금속을 교묘하게 배치하여 전자가 그곳으로 가서 연료 전지 주위를 맴돌며 수소 원자로 돌아갑니다. 그 행동은 우리가 사용할 수 있는 전류를 생성합니다. 산소와 수소가 모두 결합되어 다시 완전해지면 우리는 문제를 해결할 수 있는 물 분자와 약간의 전기를 얻게 됩니다. 연료전지만 생각한다면 오염을 일으키지 않고 에너지를 얻을 수 있습니다. 천재!
수소 수수께끼
그 장밋빛 시나리오의 첫 번째 문제는 수소와 산소가 서로 너무 사랑해서 자유 수소가 실제로 우리 대기에 존재하지 않는다는 것입니다. 그것은 모두 행성의 대부분을 덮는 물로 바뀌었습니다. 따라서 우리가 그 에너지를 얻기 전에 우리는 수소 연료 전지에 넣을 느슨한 수소를 만들어야 합니다.
수소를 얻는 방법에는 여러 가지가 있으며, 일부는 다른 것보다 더 이상합니다. 19에서는일 19세기에 사람들은 철가루를 황산통에 떨어뜨리곤 했습니다. 그 반응으로 인해 수소 가스가 생성되었고, 이를 풍선으로 연결하여 공기 중으로 올라갔습니다. 효과가 있지만 실제로는 대규모로 실행 가능하지 않으며 이 방법을 사용할 때마다 말 그대로 독성 폐기물이 수반됩니다. 그것을 비스타터라고 부르자.
여느 신기술과 마찬가지로, 도약을 시도하는 최초의 사람들 중 하나가 되는 것을 어느 정도 주저하는 것은 이해할 만한 일입니다.
전기분해를 통해 물 분자를 분해하기 위해 전기를 사용할 수도 있으며, 순수한 수소와 산소를 얻을 수도 있습니다. 훌륭하지만 열역학 법칙에 따르면 물 분자를 분해하기 위해 시스템에 투입하는 것만큼 수소에서 전기를 다시 얻을 수는 없습니다. 배터리를 충전하기 위해 전기를 사용하는 것이 더 나을 것입니다. 게다가 북미 전력의 상당 부분은 여전히 석탄을 태워 생산되는데, 석탄은 확실히 친환경적이지 않습니다.
수소를 얻는 세 번째 방법도 마찬가지로 문제가 있습니다. 천연가스를 개질하여 탄화수소 분자를 분해하여 수소를 분리할 수 있습니다. 하지만 이는 여전히 화석 연료에 의존하고 있다는 것을 의미하며, 친환경 전력을 위해 수소를 분리하면 온실가스인 이산화탄소도 생산하게 됩니다. 아이러니는 도시 전체의 힙스터들에게 힘을 실어주기에 충분합니다.
수소 생성을 마무리하기 전에 조류를 이용한 원소의 광합성에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 이것이 대규모로 작동할지 여부는 아직 알 수 없지만 시도된 다른 방법보다 낫습니다.
꽤 좋은 연료
느슨한 수소 생성의 문제는 그것이 완벽한 연료가 되는 것을 방해하는 걸림돌입니다. 하지만 천연가스(또는 식물 폐기물로 만들 수 있는 메탄올)를 내연기관에서 연소시키는 것보다 수소와 이산화탄소로 전환하는 것이 여전히 더 깨끗합니다. 그리고 태양광 발전 능력이 향상됨에 따라 태양에서 생성된 전기를 사용하여 수소를 만들 수도 있습니다. 우리는 여전히 햇빛을 전기로, 수소로 변환하는 과정에서 전반적인 열역학적 손실을 겪고 있습니다. 하지만 적어도 우리는 사용할 수 있는 햇빛이 많고 지구에 온실가스를 발생시키지 않습니다. 프로세스. 물론, 태양광 패널을 만들어야 하며, 그러기 위해서는 나름대로의 어려움이 따릅니다.
따라서 완벽하지는 않지만 수소는 여전히 꽤 좋은 연료입니다. 확실히 정제된 원유를 태우는 것보다 낫습니다.
가용성 향상
로스앤젤레스나 샌프란시스코 베이 지역이 아닌 미국의 어느 곳에 산다면 이 모든 것이 여전히 학문적일 것입니다. 현재 미국 내 수소 연료 공급 인프라의 대부분은 캘리포니아에 있으며 충전소는 그리 많지 않습니다.
북부 캘리포니아에서는 베이 지역의 6개 충전소, 새크라멘토의 1개 충전소, 리노로 가는 길에 있는 Truckee의 1개 충전소에서 수소를 얻을 수 있습니다. 남부 캘리포니아에는 로스앤젤레스 지역에 16개 역이 있고, 샌디에고 근처 델마(Del Mar) 역과 산타바바라(Santa Barbara)에 역 1개가 있습니다.
수소를 얻는 방법에는 여러 가지가 있으며, 일부는 다른 것보다 더 이상합니다.
그러나 올해 캘리포니아에 최소 20개의 새로운 역이 개설될 예정이라는 점은 주목할 가치가 있습니다. 새로운 충전소는 모두 LA와 베이 지역에 있어 새로운 지역이 아직 개설되지 않았지만 이미 위치한 곳에서는 수소가 더욱 편리해지고 있습니다.
캘리포니아 연료전지 파트너십(California Fuel Cell Partnership)은 수소충전소 지도. 귀하가 거주하고 근무하는 곳이 수소 충전소에 충분히 가까이 있는지 확인할 수 있습니다. 미국 에너지부도 이를 유지하고 있다. 전국 지도 대체 연료 데이터 센터 웹 사이트에는 캘리포니아 외부에 나열된 유일한 수소 충전소는 매사추세츠, 코네티컷, 사우스 캐롤라이나에 하나씩 있습니다.
앞으로 수소차가 더 많이 보일 이유
수소전기차를 제대로 이해하려면 전기자동차라는 더 큰 맥락에서 살펴봐야 합니다. 대체 연료의 기본 규칙은 모든 경우에 효과가 있는 단일 솔루션이 없다는 것입니다. 배터리 전기 자동차는 가까운 미래에 재충전하는 데 오랜 시간이 걸릴 가능성이 높으며 저렴한 전기 자동차는 주행 거리가 제한될 것입니다. 하이브리드와 심지어 플러그인 하이브리드도 일정 수준에서는 여전히 화석 연료를 사용하지만, 쉽게 주유하여 장거리 주행이 가능합니다. 수소 전력은 그 격차를 해소하여 필요한 곳에 수소 충전소가 있는 경우 휘발유 자동차처럼 연료를 공급할 수 있는 배출가스 제로 차량을 제공합니다. 그러한 맥락에서 우리 세계에는 수소 구동 자동차를 위한 자리가 있습니다.
편집자의 추천
- Toyota의 E-volution은 2021 Mirai 및 2021 RAV4 플러그인으로 계속됩니다.
- 도요타는 일본 공장 중 하나에 수소 연료 전지를 사용하여 전력을 공급합니다.
- 2020년 도쿄 올림픽 성화를 자율주행 토요타가 호위할 예정
- Skai는 수소 연료 전지로 구동되는 다목적 비행 자동차입니다.
- 단거리 주행을 위한 토요타의 2세대 수소연료전지 세미트럭
