수소 자동차가 매연 대신 순수한 물만 배출하며 달릴 수 있는 원리를 수소와 산소의 화학 반응으로 전기를 생성하는 연료 전지를 통해 설명해 주세요.

Question

수소 자동차가 매연 대신 순수한 물만 배출하며 달릴 수 있는 원리를 수소와 산소의 화학 반응으로 전기를 생성하는 연료 전지를 통해 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

수소 자동차는 저장된 수소와 외부에서 흡수한 산소를 화학적으로 반응시켜 전기를 직접 생산하는 수소연료전지를 동력원으로 사용하며, 이 과정에서 오직 순수한 물만 부산물로 만들어집니다. 그 과정을 설명해 드릴게요.

수소 탱크에서 공급된 수소 가스가 연료전지의 (-)극으로 들어가면 백금 촉매에 의해 산화 반응이 일어나 수소 이온과 전자로 분리됩니다. 중앙의 전해질막이 수소 이온만 통과시키고 전자는 차단하여 통과하지 못한 전자들이 외부 전선을 따라 (+)극으로 이동하면서 전하의 흐름에 의해 전기 에너지가 발생해 차량의 모터를 돌리게 됩니다. (+)극에서는 외부 공기 흡입구를 통해 들어온 산소와 전해질막을 건너온 수소 이온, 그리고 회로를 타고 넘어온 전자가 환원반응을 하여 최종적으로 부산물인 물이 생성됩니다.

수소연료전지는 탄소가 전혀 개입하지 않고 오직 수소와 산소의 전기화학 결합만 이용하기 때문에 화학 구조상 물 이외의 오염물질이 생성되지 않아 친환경 에너지입니다.