수소 연료 전지 자동차는 어떻게 작동하는가
순수 전기 자동차(EV), 플러그인 하이브리드 전기 자동차
(PHEV) 및 연료 전지 전기 자동차(FCEV)를 포함하여 시장 에는 많은 유형의 전기 자동차가 있습니다. 세 가지 모두 표준 하이브리드 전기 자동차(HEV)와 함께 추진을 위해 하나 이상의 전기 모터에 의존합니다. 이 등급의 차량 중 가장 흔하지 않은 것은 수소 연료 전지 자동차입니다. 수소 연료 전지 자동차는 물, 공기 및 열만 방출하여 수소 가스를 전기로 변환하는 모델입니다. 수소 연료 전지 자동차의 작동 원리와 장점과 단점을 살펴보겠습니다.
수소 연료 전지 차량(FCV)
연료 전지 차량은 가솔린으로 작동하지 않는 모든 유형의 자동차를 나타내는 일반적인 대체 에너지 우산에 속합니다. 디젤 및 전기 자동차(EV)가 이 범주를 구성하며 후자는 자체 하위 집합에 속합니다.
수소 연료 전지 FCV는 고압 탱크 내에서 압축된 상태로 저장된 수소 가스로 작동합니다. 자동차 제조업체는 이러한 탱크를 트렁크 안이나 아래에 배치합니다. 연료는 가솔린 및 디젤 자동차와 마찬가지로 주유소 펌프에서 분배됩니다. 그러나 이러한 펌프는 수소 주유소에서만 볼 수 있습니다. 또 다른 옵션은 가정용 주유소입니다.
탱크에서 수소는 셀 모음을 포함하는 연료 전지 스택으로 흐릅니다. 개별 전지는 한 쌍의 전극(양극과 음극), 전해질 및 촉매로 구성됩니다. 수소가 연료 전지로 흐르면서 관통 가능한 각 양극으로 들어갑니다. 그런 다음 양극은 수소 원자를 양전하를 띤 양성자와 음전하를 띤 전자로 분리합니다.
전자는 전기 회로로 흘러 전기 에너지를 생성하고 양성자는 전해질을 통해 음극으로 이동합니다. 동시에 산소는 연료 전지를 통해 음극으로 이동합니다. 양성자, 전자 및 산소는 음극 촉매 내에서 결합하여 물을 생성합니다. 100% 청정 배출을 위해 배기가스, 공기 및 열이 배출됩니다.
전기 에너지는 양성자에 의해 제공됩니다. 연료 전지 스택에서 생성된 전기는 전기 모터로 보내져 바퀴에 동력을 분배하여 차량을 구동합니다.
수소 저장 탱크, 연료 전지 스택 및 전기 모터는 수소 연료 전지 자동차의 5가지 가장 중요한 구성 요소 중 3가지입니다.
또한 이 목록에는 회생 제동에 의해 생성된 에너지를 저장하기 위한 고출력 배터리가 포함되어 있습니다. 이 배터리는 제동 시스템의 운동 에너지를 활용하여 재사용합니다. 배터리 팩은 또한 연료 전지의 과도한 에너지를 활용합니다. 다섯 번째 주요 구성 요소는 전기 흐름을 제어하는 역할을 하는 전원 제어 장치입니다.
수소연료전지차의 장점과 단점
우리는 이미 FCV의 한 가지 중요한 이점인 청정 배출에 대해 언급했습니다. 표준 EV와 달리 수소 연료 전지 자동차에는 여전히 배기관이 있습니다. 또한 기존의 전기 자동차 및 하이브리드와 달리 유독 가스를 대기로 방출하지 않습니다. 또 다른 장점은 드라이빙 레인지입니다. 연료 전지 차량은 주유까지 최소 250마일을 갈 수 있으며, 이는 Nissan Leaf와 같은 기존 EV보다 훨씬 더 깁니다. 마지막으로 조용한 차를 좋아한다면 수소연료전지차는 테슬라 모델 X 같은 일반 전기차만큼 조용하다.
주요 단점
모델의 부족과 연료 가용성을 포함합니다. 현재 시장에는 Honda Clarity, Hyundai Tucson Fuel Cell 및 Toyota Mirai의 세 가지 모델만 있습니다. Golden State는 미국에서 유일한 연료 보급 기반 시설을 보유하고 있기 때문에 세 가지 모두 캘리포니아에서만 사용할 수 있으며 아직 개발 중입니다.
친환경화를 모색 중이라면 FCV는 배출 제로 선택입니다. 그러나 캘리포니아에 거주하지 않는 한 가정에 주유소를 설치할 준비가 되었는지 여부를 신중하게 고려하는 것이 중요합니다.
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