지속가능한 미래 이동수단에 대한 개발은 자동차 브랜드 뿐 아니라 현 세대의 가장 큰 과제다. 특히 18세기 초기 자동차가 개발되면서 자동차의 주연료에 대한 고민은 해결하지 못한 난제였다. 현재 대부분의 자동차가 주연료로 사용하는 석유, 천연가스와 같은 화석연료는 한정된 매장량과 필연적으로 따라오는 환경오염으로 그 한계가 분명하기 때문이다.
화석연료 사용으로 인한 문제점을 해결하고자 최근 몇 년간 자동차 업계에서는 미래를 이끌어갈 이동수단의 주연료로 전기를 선택했다. 화석연료와 달리 풍력, 태양열, 수력 등 다양한 친환경 재생에너지를 사용해 한계없이 생산이 가능하고, 전기 에너지의 이용에 있어 친환경적이기 때문이다.
하지만 문제는 전기가 당장 화석연료를 대처하기엔 그리 효율적이지 않다는 점이다. 재생 에너지를 생산하는 기술을 차치하더라도 전기만으로 움직이는 순수전기차의 배터리와 이 배터리를 충전하는 기술이 제한적이라 이용하는데 불편함이 따른다. 최근 고전압 시스템을 적용한 전기차 속속 등장하며 충전 시간을 앞당기고 있긴 하지만 여전히 주유 시간에 비해 긴 시간이 소비된다.
때문에 자동차 브랜드는 순수전기차로 나아가는 과도기적인 현재 상황에 맞는 기술을 선보이고 있다. 대표적인 자동차가 바로 하이브리드, 플러그인 하이브리드, 연료전지차(FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle)다. 특히 FCEV의 경우 하이브리드나 플러그인 하이브리드와 달리 화석연료기반의 엔진을 사용하지 않는다는 점에서 미래에 순수전기차(BEV, Battery Electric Vehicle)의 시대가 도래해도 충분히 이용할 수 있는 친환경 자동차다.
FCEV는 쉽게 말해 ‘닳지 않는 거대한 건전지인 연료전지를 싣고 다니는 자동차’라 표현할 수 있다. 연료전지는 우리가 흔히 사용하는 건전지와 같은 일반 화학전지처럼 산화·환원 반응을 통해 전기를 얻지만 화학 반응에 필요한 물질을 외부에서 공급받는다는 차이점이 있다. 이 공급받는 물질에는 여러가지 있지만 가장 대표적인 물질이 바로 수소이며 수소를 사용한 FCEV가 바로 수소FCEV다.
수소FCEV의 원리를 간단하게 설명하면 물(H₂O)을 전기 분해하면 수소와 산소를 얻는 방식의 역반응을 이용해 수소와 산소를 인위적으로 반응시켜 생성된 전기로 전기모터를 돌리는 것이다. 이 반응은 연료전지 셀이라는 양극과 음극, 전해질로 이뤄진 부품에서 일어나는데, 연료전지 셀에서 발생되는 전압은 전기모터를 돌릴 수 있을 정도로 높지 않기 때문에 수소FCEV에서는 이 셀을 여러 개 쌓아 스택 형태로 만들어 사용한다.
수소FCEV의 가장 큰 장점은 순수전기차의 단점인 최대 8시간에서 최소 30분 정도 걸리는 충전시간없이 친환경 전기차를 보통의 엔진자동차처럼 수소를 주유구에 넣는 것만으로 이용할 수 있다는 것이다. 최근 출시된 수소FCEV는 3분 정도의 수소 주입시간으로 500-700km를 주행할 수 있을 정도로 성능을 끌어 올렸다. 또한 부산물로 물과 열만 나오는 친환경성도 보유했다.
물론 수소FCEV도 단점은 있다. 가장 큰 단점은 수소충전소가 부족하다는 점. 또한 수소는 물을 분해해 무제한으로 얻을 수 있지만 아직 관련 기술이 부족해 화석연료를 통해 수소를 얻고 있다는 점도 단점으로 꼽을 수 있습니다. 하지만 우리나라 뿐 아니라 세계 각국 정부는 수소FCEV의 가능성을 높게 평가해 수소충전소의 확대를 구체적으로 계획하고 있으며, 수소생산 기술 역시 시간이 지남에 따라 점차 발전해 나갈 것이다.
이런 수소FCEV의 장점으로 인해 이 분야의 선두주자인 토요타, 현대기아자동차그룹 뿐 아니라 메르세데스-벤츠, BMW, 랜드로버 등이 속속 수소FCEV 테스트카를 만들어 실제 도로 주행 테스트를 진행하고 있으며, 빠른 시일내에 양산 자동차를 선보이기 위해 고군분투하고 있다. 또한 각 나라와 지역에서도 수소충전소의 확대와 수소 생산을 효율성을 끌어 올리기 위한 인프라 확대를 지원하고 있다.