2024 수소 자동차의 원리와 수소차 넥쏘 낱낱히 파헤쳐보기

국내 판매량 1만 대를 거뜬히 돌파한 수소 자동차가 있습니다. 바로 현대 자동차에서 만든 수소차 넥쏘인데요. 전기차, 하이브리드, 가솔린, 디젤 차량은 많이 들어봤어도 수소차는 생소합니다. 이렇게 특수한 모델인데도 불구하고 넥쏘는 1만 대를 돌파하며 많은 사람들에게 놀라움을 주었는데요.

 

오늘은 우리에게 평소 낯선 수소 자동차가 어떤 차량인지, 또 넥쏘의 특징은 무엇이며 평소 수소 자동차에서 궁금했던 부분들까지 모두 정리해 드리는 시간을 가져볼까 합니다. 그럼 시작해 보겠습니다.

 

1. 수소 자동차란?

수소 자동차 - 사진 출처 : 네이버 백과사전

- 먼저 수소 자동차란 어떤 차량을 말하는지부터 알아보겠습니다. 수소 자동차는 기존에 기름(가솔린)이나 전기로 구동되는 것이 아니라 연료전지로 구동되는 차량을 이야기합니다. 여기서 말하는 연료전지는 수소와 산소를 반응시키고 여기에서 발생하는 전기를 이야기합니다.

- 기름이나 전기를 이용하지 않고 연료전지를 사용하기 때문에 수소차는 통상적으로 친환경 차량이라고 이야기합니다. 그 이유는 엔진이 없기 때문에 배기가스나 오염물질을 배출하지 않기 때문입니다. 수소차의 내부에는 연료전지 스택, 모터, 배터리, 수소탱크 등이 탑재되어 있습니다.

 

2. 수소차의 분류

 

- 수소 연료 차량은 수소의 공급 방식에 따라 두 가지로 나누어 볼 수 있습니다. 첫 번째는 압축수소탱크 또는 액체 수소탱크를 이용해 수소를 공급하는 방식이며, 두번째는 메탄올을 분해하여 수소를 공급하는 방식입니다.

 

- 첫번째 방식인 압축수소탱크 또는 액체 수소탱크를 이용해 수소를 공급하는 방식은 차량을 운행할 때 나오는 것이라고는 '물' 밖에 없기 때문에 완전한 친환경 차량이라고 할 수 있습니다. 다만 탱크 탑재를 위한 차량의 부피 증대와 수소의 불안정성, 수소공급 인프라 구축의 어려움을 가지고 있습니다.

- 두 번째 방식인 메탄올을 분해하여 수소를 공급하는 방식은 메탄올을 분해할 때 약간의 일산화탄소와 질소산화물 등이 발생하다는 점이 단점입니다. 다만 기존 화석연료 차량보다 양이 훨씬 적고 기존의 연료공급 인프라를 활용할 수 있다는 장점이 있습니다.

 

3. 수소차의 작동원리

 

- 수소차의 작동원리는 바로 산소와 수소의 반응을 통해 전기가 발생하는 원리라고 말씀드렸는데요. 조금 더 자세히 살펴보자면 물을 전기분해하면 산소가 +극에서 생성되고 수소가 -극에서 생성되는데, 이것을 반대로 하여 수소를 이용해서 물을 만들면 그 과정에서 전기가 생성되는 원리입니다.

- 수소차의 작동원리를 알면 수소차의 장점을 파악할 수 있는데요. 연료전지는 수백 개의 얇은 연료전지가 하나의 묶음으로 구성되어 있으면 이를 '스택'이라고 합니다. 스택 내부의 촉매에 산소와 수소를 반응시켜 전기에너지를 만들고 여기에서 물이 발생합니다. 따라서 친환경적입니다. 또한 연료전지의 효율이 워낙 높기 때문에 효율성으로 놓고 봤을 때 내연기관 차량이 50% 정도라고 한다면 연료전지는 최대 70~80%의 효율을 냅니다. 작동원리상 내부의 정숙성도 훌륭하고 출발부터 최대토크를 발휘하기 때문에 경쾌한 느낌을 받을 수 있다는 것이 장점입니다.

 

4. 수소차 VS 전기차

 

- 전기차도 많은 분들이 친환경적이라고 알고 있으실 텐데요. 그렇다면 수소차와 전기차의 차이점은 어떤 점이 있을까요? 우선 간단한 동력부터 보면 수소차는 앞서 말씀드린 연료전지이며 전기차는 전기로 구동됩니다.

 

- 수소차는 긴 주행거리를 자랑하며 상대적으로 5분 이내의 짧은 충전 시간을 지니고 있습니다. 반면 전기차는 주행거리가 짧은 편이고 충전시간도 20~30분으로 긴 편에 속합니다.

- 반면 수소차는 고가의 차량 가격과 충전 인프라가 부족하다는 점이 단점이지만, 전기차는 충전 인프라가 존재하며 빠른 상용화가 가능하고, 상대적으로 수소차보다 낮은 차량 가격을 보유하고 있습니다. 

 

5. 수소차량 넥쏘

 

- 지금까지 수소차량에 대해서 간략히 알아보는 시간을 가져보았는데요. 그럼 지금부터는 본격적으로 수소차량의 대표 격인 넥쏘에 대해서 자세히 알아보는 시간을 가져보도록 하겠습니다.

 

1) 2024 넥쏘 제원

2024 넥쏘 제원

- 가격 : 6,950 만원

- 연료 : 전기, 수소

- 주행 : 609km,  1회 충전 시

- 연비 : 복합 96.2km/kg  도심 99.5, 고속 92.6

- 출력 : 113kW  모터 151hp  

- 토크 : 395Nm  모터 40.3kg.m

- 용량 : 156.6 kWh  배터리

- 구동 : FF

- 변속 : 자동 1단

- 전장 : 4,670mm

- 전고 : 1,630mm

- 전폭 : 1,860mm

- 축거 : 2,790mm

 

2) 2024 넥쏘의 특징

 

(1) 세련된 디자인

2024 넥쏘 - 세련된 외부 디자인

- 먼저 2024 넥쏘의 큰 특징 중 하나는 바로 세련된 디자인입니다. 전면부부터 살펴보면 전면부는 호라이즌 포지셔닝 램프와 그릴 디자인이 외관을 세련되게 만들어주고 있는데요. 옆 부분은 최첨단의 이미지를 반영하듯이 수려하고 잘 다듬어진 듯한 측면 디자인을 가지고 있습니다. 후면부는 심플한 테일게이트와 삼각형의 리어램프가 깔끔하고 단정된 느낌을 주고 있습니다. 여기에 공기역학을 고려해 설계된 오토 플러시 도어 핸들은 미래 지향적인 느낌을 더해줍니다.

 

2024 넥쏘 - 세련된 실내 디자인

- 넥쏘의 실내 또한 외부와 마찬가지로 세련되고 고급스러운 느낌을 물씬 받을 수 있습니다. 전자식 변속 버튼과 깔끔한 브리지 타입의 콘솔 디자인, 대형 통합 디스플레이(7인치 클러스터와 12.3인치 내비게이션이 통합) 등은 사용자의 조작을 보다 직관적으로 도와주고 심플하고 단정하며 세련미를 느낄 수 있도록 해주는데요. 공간 또한 수소 저장탱크가 트렁크 공간을 차지하고 있지 않기 때문에 넉넉한 트렁크 공간을 보유하고 있다는 점도 큰 특징입니다.

 

(2) 수소 자동차의 편견을 깨는 입증된 안전성

2024 넥쏘 - 입증된 안전성

- 수소차라고 해서 위험할 수도 있다고 생각하는 분들이 계시는데요. 혹시나 사고 시 수소가 터져 크게 다치진 않을까 걱정하시는 분들이 더러 계십니다. 하지만 넥쏘는 이러한 부분에 안전성이 완전히 입증되었다고 볼 수 있습니다.

- 넥쏘는 구조의 설계상 절대로 터질 수 없는 디자인입니다. 현대 자동차에 의하면 넥쏘에 들어간 수소 저장 탱크는 대기의 690배나 높은 고압에서도 견디도록 설계되었으며 고강도 탄소섬유 등 매우 튼튼한 소재를 한 겹도 아닌 여러 겹으로 겹쳐 설계했기 때문에 폭발 위험에 대해 걱정할 필요가 없다고 합니다. 실제 미국 국방부에 의하면 수소 탱크를 터뜨리려면 최소 C4 폭탄 이상을 사용해야 한다고 하니, 그 안전성이 얼마나 높은지 알 수 있습니다. 현대 자동차는 UN의 수소탱크 안전 인증 법규를 통해 안전성을 입증받았으며, 그 과정에서 파괴 시험, 낙하 충격 시험, 화염 시험, 내화학 시험, 가속 응력 시험 등 셀 수 없는 무수히 많은 테스트를 통과해 안전성을 입증했습니다.

 

(3) 정부의 지원으로 인해 확대되고 있는 메리트

2024 넥쏘 - 확대되고 있는 메리트

- 넥쏘가 처음 출시 되었을 때만 해도 평소 도로에서는 보기 힘들고 대도시 인근에서나 볼 수 있었는데요. 그 이유는 바로 인프라 때문입니다. 수소 차량을 충전할 수 있는 충전소의 인프라 구축이 아직 충분하지 않아 대도시에서만 볼 수 있었는데요. 요새는 대도시가 아니더라도 넥쏘를 심심찮게 발견할 수 있습니다.

 

- 그 이유는 바로 확대되고 있는 인프라 때문인데요. 요새 친환경 이슈가 대두되면서 정부에서는 수소 차량에 대해 적극적인 지원과 인프라의 확충으로 수소차 차주분들에게 많은 편의를 제공하려고 노력하고 있습니다. 현재 정부에서 추진하고 있는 '수소 경제 활성화 로드맵'에 의하면 2040년까지 수소 전기차는 290 만대, 수소 충전소는 1,200기 이상을 설립할 예정이라고 합니다.

- 국고보조금도 빠질 수 없는데요. 많은 분들이 이미 알고 계신 것처럼 수소 전기차는 구매 시 정부의 국고보조금 혜택이 있기 때문에 보통의 일반 내연기관 차량과 가격차이가 크게 나지 않습니다. 각 지자체에 따라 1,000 만원에서 2,000만 원까지 지원을 받을 수 있기 때문에 기본 6,890 만원인 넥쏘에 보조금에 대한 할인가를 적용하면 타 차량과 가격차이가 크게 나지 않습니다.

 

(4) 넥쏘를 운행하다가 수소가 바닥나면?

 

- 많은 분들이 궁금해하시는 점 중에 넥쏘를 운행 중에 수소가 바닥나면 어떻게 하냐는 궁금증을 많이 가지고 계신 것 같습니다. 아무래도 내연기관처럼 충전소가 많지 않아서 하시는 걱정이실 텐데요. 넥쏘에는 12V 저전압 및 고전압 통합 배터리가 장착되어 있어 항상 차량 구동에 필요한 전기 에너지가 자동으로 저장되어 있습니다. 따라서 고전압 배터리가 완전히 방전되었다고 하더라도 저전압 배터리가 이를 보충해 주어 충전에 필요한 충분한 거리를 확보해 줍니다.

- 또한 현대 자동차에서 제공하고 있는 H2 Station 기능으로 언제든지 전국의 수소충전소의 위치 및 운영시간을 파악할 수 있고, Service Network로 수소전기차 서비스 네트워크에 대한 정보를 휴대폰으로 파악할 수 있어 편리합니다.

 

(5) 넥쏘의 수소차 충전은 어떻게 할까?

 

- 전기차는 이제 많이 상용화되어 전기차 충전 방법에 대해서 알고 계신 분들이 많은데, 수소차는 여전히 생소하기만 합니다. 수소차 충전은 어떤 식으로 할까요?

 

- 우선 수소차의 충전 방식은 가솔린과 별 다를 바 없습니다. 운전석 측의 연료 충전구 커버를 버튼을 눌러 열고 똑같이 주유구에 꽂아서 충전하는 방식인데요. 다만 차이점은 수소충전은 압축가스 등을 관리할 수 있는 자격을 가진 인가자에게만 가능합니다. 참고로 가솔린과 마찬가지로 정전기가 일어날 수 있기 때문에 주변에 강한 정전기를 일으킬만한 물체는 없는 것이 좋습니다.

 

(6) 수소차는 소음이 없다던데 넥쏘는 거의 무음일까?

 

- 여기에 대해서도 많은 분들이 궁금해하시는 것 같습니다. 수소차량은 일반 차량과 다르게 수소와 산소를 이용한 전기를 사용하고 배출되는 것도 물이기 때문에 많은 분들이 소음이 없을 것이라고 알고 계실 텐데요.

 

- 반은 맞고 반은 틀린 말입니다. 물론 넥쏘는 엔진의 구동으로 움직이지 않기 때문에 엔진 구동으로 인한 소음은 없으나, 실제 주행을 해보면 완전한 무음은 아닙니다. 그 이유는 완전한 무음은 지나가는 보행자나 차량이 무심코 보지 못하거나 듣지 못하는 경우 사고가 발생할 가능성이 있기 때문인데요. 이를 가상의 엔진 사운드가 보조해 줍니다. 따라서 약간의 소음이 존재합니다.

이상으로 수소 자동차와 국내 수소 자동차의 대표 격인 넥쏘에 대해서 알아보는 시간을 가져보았습니다. 충전소를 찾기도 불편하고 평소에 생소했던 탓에 비슷한 가격이면 수소차보다 내연기관차나 전기차를 구매하시는 분들이 많이 계실 텐데요. 앞으로 완전한 상용화가 되려면 정부의 수소차의 인프라 구축의 확대, 수소차를 구매하는 사람들에게 주는 혜택의 증대와 함께 수소차에 대한 국민의 인식을 바꾸는 노력이 필요해 보입니다. 감사합니다.

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