수소차의 작동 원리 알려주세요?

수소차 (연료전지차)와 전기차의 가장 큰 차이점은 에너지원의 보관 방법입니다.

실제로 수소차와 전기차는 동일하게 엔진 대신 인버터와 모터라는 장치를 통해서 구동력을 생성하게 됩니다.

이때 전기차의 경우, 보통 리튬 이온 전지를 이용해서 전기에너지를 "저장"한 채로 다니는 거라고 생각하시면 됩니다.

수소차의 경우, 인버터에 필요한 전기에너지를 "수소"의 형태로 탱크에 저장해두고 있다가 에너지와 필요할 때 마다 수소를 이용해 전기를 생성해 내서 인버터를 구동 시키는 방식입니다.

수소연료전지차의 핵심인 전기 발생은 수소와 산소가 촉매를 통해 반응하여 생성되는 전기로 모터를 구동시킨다. 즉, 물을 전기분해 하면 양(+)극에서 산소가 생성되고 음(-)극에서 수소가 생성되는데, 이것을 반대로 하여 수소를 이용해서 물을 만들면 그 과정에서 전기가 생성된다. 

1. 수소탱크로부터 공급된 수소(H2)는 연료전지 스택(Stack)의 음극으로 이동하여 촉매를 통해 산화 반응해 수소이온(H+)과 전자(e-)로 분해된다. 
2. 분해된 수소이온(H+)은 전해질을 통해, 전자(e-)는 전선을 통해 양극(공기극)으로 이동한다.
3. 외부로부터 공급받은 산소(O2)와 수소이온(H+), 전자(e-)는 양극에서 화학반응을 통해 물(H2O)과 열을 발생시킨다. 
4. 발생된 전기가 모터와 배터리로 공급되고, 물은 외부로 배출된다. 

수소연료전지차에는 연료전지스택, 모터, 배터리, 수소탱크, 열·물 관리장치, 공조장치, 전력변환장치, 고압밸브 등이 탑재돼 있다. 이 중 스택(Stack)은 일반적으로 수 백 개의 셀을 직렬로 쌓아 올린 연료전지 본체로, 수소와 산소의 화학반응이 일어나 전기가 발생하는 지점이다. 스택의 단위 셀은 막전극접합체(MEA)와 분리막(Separate)으로 구성돼 있다. 이 중 MEA는 수소 이온을 이동시켜주는 고분자 전해질막, 전해질막의 양면에 백금 촉매를 도포하여 구성되는 촉매전극인 양극(Anode, 공기극)과 음극(Cathode, 연료극)으로 나뉜다. 

수소연료전지차 vs 전기차

 수소연료전지차는 공해물질이 거의 배출되지 않으므로 환경오염이 적으며, 적은 연료량으로도 먼거리 주행이 가능하다. 그러나 심한 차량 사고 시에는 수소가 폭발할 가능성이 있으며, 수소를 생성해 내는 데 있어 에너지 소모가 커 경제성이 단점으로 지적된다.
 
수소연료전지차와 전기차를 비교해 보면 수소연료전지차는 충전 시간이 5분 내외로 짧은 뿐더러 충전 후 이동거리도 길다. 그러나 생산 비용이 높고 차량 가격도 높다는 단점이 있다. 전기차는 수소차보다 훨씬 저렴하고, 충전 등 인프라도 상대적으로 구축돼 있다는 장점이 있다. 하지만 전기 충전 시 시간이 20~30분으로 비교적 길고, 주행 거리도 수소차보다 훨씬 짧다.

안녕하세요? 수소차 작동원리에.대해 제가 아는 대로 설명 드리겠습니다.

우선 수소차의 연료는 수소는 입니다. 지금의 내연기관 자동차 처럼 (가솔린, 디젤 차량) 수소를 직접 엔진에 분사 후 연소시켜 엔진을 작동 시키는 것이 아니라, 수소와 공기중의 산소와 화학반응 으로 전기를 만들어 모터로 작동 하는 것 입니다.

물(H2O) 을 수소(H) 와 산소(O)로 분해할때 전기를 가하여 분해 합니다. 반대로 수소(H)와 산소(O)로 물(H2O) 을 만들때 나오는 전기로 수소차의 모터를 구동 시키는 것입니다.

전기차는 베터리를 전기로 충전하여 모터를 구동시키는 것 입니다.

어렷을적 가지고 놀았던 미니카가 전기차라고 생가 하시면 됩니다.

내연기관 자동차: 연료를 연소시켜 엔진을 구동

전기차: 전기로 충전된 베터리로 모터를 구동

하이브리브: 내연기관 + 전기차

수소차: 수소로 만들어진 전기로 충전된 베터리로 모터 구동

현재 수소차의 독보적인 기술을 가지고 있는 회사를 알지 못하지만 전세계 자동차 회사중 유일하게 수소차를 대량 생산할 수 있는 자동차 회사는 현대 자동차 입니다.

질문에 도움이 되셨길 바랍니다.