본문 바로가기

전체 글

 (30)
수소드론과 수소선박 — 모빌리티 산업의 새로운 변곡점 수소경제는 단순히 자동차 산업의 변화에 머무르는 흐름이 아니다. 이미 하늘과 바다에서도 새로운 모빌리티 혁신이 전개되고 있으며, 그 중심에는 수소가 있다. 특히 **드론(Drone)**과 선박(Ship) 분야는 전력 요구량이 크고 장거리·장시간 운항이 필요한 특성 때문에 배터리 기반 전기화가 제한적이다. 이 두 영역에 수소가 빠르게 침투하는 이유도 바로 여기에서 출발한다.🔷 ① 드론 산업의 한계를 뛰어넘는 수소연료전지의 확장성배터리 기반 드론은 비행 시간이 짧다는 구조적 한계를 가지고 있다. 일반적인 리튬이온 드론은 20~40분을 넘기기 어렵고, 카메라·센서가 늘거나 기체가 대형화될수록 비행시간은 더 줄어든다. 반면, **수소드론(Hydrogen Drone)**은 연료전지 기반의 고에너지밀도 덕분에 2..
발전용 연료전지, 미래 도시의 전력 공급원을 바꾸다 도시의 에너지 구조가 변화하면서, 발전용 연료전지는 기존 화력·원자력 중심의 중앙집중형 전원 체계에서 벗어나 분산형 전원(Distributed Energy Resources, DER) 의 핵심으로 떠오르고 있다. 특히 2050 탄소중립 달성을 목표로 하는 국가·지자체·발전사는 연료전지를 기반으로 한 고효율 청정발전 시스템을 미래 전력 인프라의 중심 축으로 재편하고 있다. 이 글에서는 발전용 연료전지의 구조·운전 특성, 경제성, 산업적 적용, 글로벌 시장의 흐름까지 기술적으로 확장해 다뤄본다. 🔹 ① 발전용 연료전지의 기술 구조 — “전기를 만드는 화학공장”발전용 연료전지는 수소(H₂) 또는 도시가스(CH₄)에서 추출된 수소를 이용해 전기를 생산하는 장치다. 기존 내연기관처럼 연소 과정이 없기 때문에 질..
수소자동차, 배터리 전기차와의 차이점과 장단점 분석 🟦 ➊ 두 차량의 에너지 공급 구조 — “전기 저장 vs 전기 생성”■ BEV: 전기를 그대로 저장하는 구조(Direct Storage)배터리 내부에 리튬이온 화학반응을 이용해 전기를 저장주행 과정에서 저장된 전기를 인버터를 통해 모터로 전달시스템 구성 단순 → 구동계 효율이 높고 관리하기 쉽다(전력 손실이 적어 Well-to-Wheel 대비 효율 약 70~80% 수준)■ FCEV: 저장된 수소를 전기화학적으로 변환해 전기 생산고압 수소탱크(700bar) 저장 → 연료전지 Stack에서 전기 생산생성된 전기는 구동 모터 및 소용량 배터리(버퍼)로 공급구조는 복잡하지만 충전 시간·장거리 주행에 강점▶ 기술적 핵심 차이BEV = 에너지 저장 장치 중심의 구동계FCEV = 에너지 변환 장치 중심의 구동계즉,..
수소연료전지의 구조와 작동 원리 — 전기가 만들어지는 과정 수소 경제가 본격적으로 확장되고 있는 지금, 연료전지(Fuel Cell)는 단순한 발전 장치를 넘어 미래 에너지 시스템의 핵심으로 자리 잡고 있다. 전기를 만들어내는 과정은 배터리와 유사해 보이지만, 내부에서 일어나는 반응과 시스템 구성은 완전히 다르다. 연속적인 화학반응을 전기 에너지로 전환하는 구조, 즉 ‘전기화학 발전 장치’라는 점이 수소연료전지의 본질이다. 이 글에서는 연료전지의 핵심 구조, 전기 생성의 메커니즘, 효율 특성, 산업 적용성까지 전문적인 관점에서 심층적으로 다뤄본다.🔹 ① 연료전지의 기본 구성 — 3단 구조(Anode–Electrolyte–Cathode)수소연료전지는 기본적으로 다음 세 가지 핵심 구성 요소로 이루어진다.1) 애노드(Anode, 음극)수소(H₂)가 유입되는 영역촉매..
수소 충전소의 기술적 진화 — 700bar 압력의 세계 🔹 ① 글로벌 수소 모빌리티의 핵심 인프라: ‘고압 충전’ 기술의 부상수소전기차(FCEV)의 상용화는 단순히 차량 개발만으로 이루어지지 않는다. 고압 저장·공급 시스템, 충전 프로토콜, 냉각 시스템, 안전 표준, 압력 관리 기술이 모두 통합된 인프라가 함께 발전해야 한다. 그중에서도 700bar 수소 충전 기술은 현재 승용 수소차 시장의 국제 표준으로 자리 잡았다.700bar라는 압력은 일반 자동차 타이어 압력(2.5bar)의 약 280배다. 이 초고압 환경을 차량에 안정적으로 공급하기 위해서는 정교한 기술이 필수적이며, 충전소는 다음과 같은 핵심 구성 요소를 기반으로 설계된다.고압 압축기(High-pressure Compressor)프리쿨러(Pre-cooler)고압 저장모듈(Type I·II·III·..
수소 인프라의 가장 큰 도전, ‘수소 운송비’ 문제를 해결하라 🟩 1) 글로벌 수소경제가 직면한 가장 현실적인 장벽 — 운송비수소경제의 확장은 생산 기술보다도 운송 비용의 구조적 한계가 산업 확산의 속도를 결정한다.수소는 단위 부피당 에너지 밀도가 매우 낮아, 동일한 에너지를 운반하기 위해서는 압축·액화·화학적 저장 중 한 방식으로 처리해야 한다. 이 과정은 각각 복잡한 공정과 비용을 수반하며, 실제로 여러 국제 보고서에서는 “수소 단가의 절반 이상이 물류비로 형성된다”고 분석한다.특히 육상 운송에서 고압튜브트레일러는 km당 단가가 높고, 액화 운송은 극저온 유지 에너지가 추가되어 경제성이 쉽게 흔들린다. 해외에서 생산된 수소를 국내로 들여오려는 국가일수록 운송 방식 선택이 곧 산업 경쟁력으로 직결된다.🟦 2) 수소 운송 구조의 세 가지 선택지 — 압축·액화·화..
액화수소 플랜트의 핵심 기술과 안전성 확보 방안 🔷 1) 액화수소가 필요한 이유 — 저장 밀도와 운송 효율의 결정적 차이액화수소 플랜트 기술을 이해하려면 먼저 ‘왜 액화’가 필요한가를 짚어야 한다.기체 상태의 수소는 부피 대비 에너지 밀도가 매우 낮아 700bar로 압축해도 여전히 운송 효율이 떨어진다. 반면 액화수소는 부피를 약 1/800 수준으로 줄일 수 있어 대규모 저장과 장거리 운송에서 절대적 우위를 가진다.특히 다음의 세 가지 조건은 액화수소 필요성을 더욱 강화한다.대량 수입 기반 수소 공급 체계(Import Hydrogen) 구축 필요성 증대일본, 한국은 재생에너지 자원이 제한적이기 때문에 액화 형태의 수소 수입이 중요해진다.산업·모빌리티용 수소 수요 증가발전, 철강, 화학 및 항공·선박 등 대규모 장거리 운송에 액화수소는 가장 적합한 형..
금속 수소화물 기반 저장 기술 — 고체 수소가 여는 차세대 저장 혁신 🟦 1) 고체 저장의 핵심 개념: 금속 수소화물은 어떻게 수소를 잡아두는가금속 수소화물(Metal Hydride, MH)은 금속 또는 합금의 결정격자 사이에 수소가 화학적으로 결합하며 저장되는 구조를 가진다.즉, 압축처럼 물리적 저장이 아니라, 금속 결정 내부로 수소 원자가 스며들어 안정적인 화합물이 되는 방식이다.이 과정은 두 단계를 거친다.흡수(Absorption) : 금속이 수소를 빨아들이며 금속 수소화물(MHₓ)을 형성탈착(Desorption) : 온도나 압력을 조절하면 저장된 수소가 다시 빠져나옴일반적인 금속들은 수소를 다량 흡수할 수 없지만, Mg 기반 합금, LaNi₅ 계열, TiFe 계열, V-Cr-Mn 계열 합금은 원자 구조적으로 수소의 확산과 결합에 유리해 고체 저장 기술의 핵심 후보..

티스토리툴바