이종 접합 수소연료전지가 뜬다

[에너지경제신문 안희민 기자] 친환경 에너지 분야에서도 융합을 통한 기술의 진보가 눈에 띄게 이뤄지고 있다. 전기와 수소 에너지, 전지, 바이오연료 등이 어우러지면서 효율성과 편리성을 높이고 있다. 특히 수소에너지의 경우 이종 기술과의 접목을 통해 실용성을 강화하고 있는 추세다.

6일 에너지경제신문의 취재 결과 수소연료전지는 다양한 분야에 응용되고 있었다. 수소연료전지가 가장 먼저 응용된 곳은 지게차다.

토요타는 수소차 ‘미라이’를 개발한데 이어 연료전지 지개차를 개발 중이다. 지게차는 산업 현장에서 널리 쓰이는 짐차이다. 이미 전지로 구동되는 소형 짐차가 있지만 산업현장에서 장시간 사용하기엔 부족하다.

수소연료전지를 탑재한 지게차는 전지 짐차의 단점을 보완해 장시간 사용이 가능하며 스스로 전지 역할도 수행한다. 장착된 수소연료전지에서 발전한 전력을 전지에 저장해 전원소스 역할을 수행한다. 가령 전동공구의 플러그를 꽂는 콘센트가 짐차에 장착돼 어디서든 전동공구를 사용할 수 있다. 순간 적으로 큰 힘을 내는 짐차의 특성 상 수퍼커 패시터가 장착된다.

수퍼커패시터는 전지의 일종으로 순간적으로 큰 힘을 낸다. 수소차인 미라이가 리튬이온전지를 장착한 것과 다르다.

수소연료전지 지게차는 미주에서 폭발적으로 인기를 끌고 있다. 2009년 최초 개발된 이후 2014년까지 5867대가 팔렸다. 2014년 한해에만 1490대가 팔렸다. BMW 미주공장 등이 주요 사용처다.

토요타는 칸사이 국제공항에 수소스테이션을 설치하고 있다. 이 설비는 물을 전기분해해 수소를 생산 후 수소 용기에 저장, 연료전지 짐차나 연료전지 견인 트럭, 연료전지 버스에 연료로 공급한다. 이와 같은 시설은 야마구치 청과 도매시장에도 설치돼 있다.

수소연료전지는 긴급발전용으로 사용되기도 한다.

동일본 대지진 때 2700만 가구가 블랙아웃에 빠진 경험은 수소연료전지의 보급을 앞당겼다. 긴급전원용 수소연료전지는 가스 엔진 발전기, 이차전지, 태양광 발전과 함께 결합돼 쓰이기도 한다. 가스나 태양광 등 다양한 에너지원과 결합해 수소를 확보하지 못하는 경우를 대비하기 위함이다.

아쿠아페어리라는 일본 기업은 40와트급 수소연료전지 장착 전원공급장치를 선뵀다. 평상시엔 기존 시스템에 결합해 발전원으로 사용되다가 유사시엔 독립적인 분산발전장치로 사용된다.

프랑스 리텐이라는 기업은 전기차에 수소연료전지를 보조전원으로 장착해 전기차의 주행거리를 늘렸다.

수소연료전지에서 발전하는 전기가 직접 전기 모터에 공급되지 않고 일단 전지에 저장해뒀다가 공급된다. 전지에 저장된 전기는 모터뿐만 아니라 냉난방 기기 등을 구동하는데 쓰여 그만큼 주행거리가 늘어나게 된다. 리텐은 이 설비를 장착한 전기차를 공급해 프랑스 시장에서 호평을 받고 있다. 안희민 기자ahm@ekn.kr