◎나트륨­니켈 염화물 차세대 배터리차 곧 시판/가솔린차보다 가속성능 떨어지고 비싼게 흠/1회 충전으로 장기간 운행 가능한 연료전지 개발 박차

가솔린 및 디젤 자동차를 대체할 수 있는 무공해 전기자동차는 언제쯤 실용될까. 21세기를 ‘탈 엔진시대’로 만들려는 선진국들의 전기자동차 개발 경쟁이 치열해지면서 연료전지 전기자동차시대가 성큼 다가오고 있다.

과학전문지 ‘파퓰러 사이언스’는 지금과 같은 선진국들의 기술개발 추세로 볼 때 앞으로 5년 남짓 뒤면 보통 사람도 전기자동차로 시내를 누빌 수있게 될 것이란 전망을 내놓고 있다.

현재 전기자동차 개발을 주도하고 있는 나라는 미국과 일본.

미국 GM사는 96년 12월 캘리포니아 애리조나주에서 2인승 전기자동차 ‘EV1’을 시판했다.이 자동차는 엔진 자리를 축전지 묶음이 차지하고 있다.이 축전지는 출발 9초만에 자동차의 속도를 시속 60㎞ 이상으로 가속시켜 준다.그러나 축전지를 재충전해야 하기 때문에 150㎞ 쯤 달리고 나면 멈추어야 한다.완전 충전에 걸리는 시간은 대략 3시간.EV1의 시판 가격은 3만4천달러로 무척 비싼 편이다.이 때문에 판매량이 처음 5개월동안 185대에 불과했다.

일본의 도요타사는 최근 연료전지와 가솔린엔진을 함께 내장한 이른바 하이브리드형의 전기자동차 ‘프리우스’를 선보였다.이 자동차는 가격이 EV1의 절반 수준인 1만8천달러이며 직접 분사방식(DI)의 가솔린 엔진을 채용,연비를 20∼45% 높였다.도요타사는 프리우스가 1년에 9만대 가량은 팔려야 수익성이 생길 것으로 보고 있다.

전기자동차는 엔진 대신 모터,연료탱크 대신 배터리가 들어 가는데 차체를 가볍게 하면서도 한차례 충전으로 장기간 운행할 수 있는 연료전지를 개발하기란 쉬운 일이 아니다.

연료전지는 산소와 수소를 결합,수증기를 만들고 이를 이용해 동력인 전기를 공급하는 장치.문제는 상용화하기에는 값이 너무 비싸다는 데 있다.우선 촉매제로 백금이나 금 따위가 사용되는데다 순수한 수소를 얻는 데도 많은 비용이 들기 때문이다.현재의 가솔린 엔진으로 1㎾의 에너지를 얻는 데에는 50달러 남짓 드는데 연료전지로는 5천달러가 들어간다.하지만 전문가들은 이 비용이 수년안에 200달러선으로 떨어질 것으로 내다보고 있다.

현재 EV1이 채택하고 있는 납­산 배터리는 한차례 충전으로 150㎞ 이상을 운행하지 못하며 충전시간도 오래 걸린다.따라서 미국의 배터리생산업체들은 차세대 배터리 연구에 박차를 가하고 있다.

전문가들은 당분간 납­산 배터리와 니켈­카드뮴 배터리가 전기자동차에 이용되다가 점차 니켈­메탈 수소화물 배터리나 나트륨­니켈 염화물 배터리,리튬­폴리머 배터리로 대체될 것으로 전망하고 있다.혼다와 도요타사는 이미니켈­메탈 배터리를 자사의 전기자동차에 채용하고 있으며 닛산사는 리튬­이온배터리를 개발중이다. GM사는 올해부터 니켈­메탈 배터리를 EV1에 도입하며,독일의 BMW와 벤츠사는 2000년부터 나트륨­니켈 염화물 배터리 전기자동차를 판매할 계획이다. 그러나 이러한 전기자동차는 완전히 무공해 자동차라는 장점은 있지만 아직은 가속성능이 떨어지고 값이 기존의 가솔린자동차보다 훨씬 비싸다.

이같은 상황에서 미국의 3대 자동차메이커의하나인 크라이슬러사는 97년 10월 휘발유에서 수소를 뽑아내는 새로운 기술을 개발해 관심을 모았다.크라이슬러사의 연료전지 전기자동차는 휘발유 1갤론(3.8ℓ)으로 130㎞를 달릴 수 있다.

전문가들은 “크라이슬러사의 전기자동차가 휘발유를 이용해 자동차에서 수소를 자체 생산하는 획기적인 것이라,충전시간이 매우 긴 축전지형 전기자동차의 단점을 보완해 전기자동차의 대중화를 앞당길 것”이라고 평가했다.

한편 미국의 캘리포니아주는 2003년부터 전체 자동차 판매량의 10%를 대체에너지 차량으로 판매하도록 법제화했으며 미국의 다른 주에서도 비슷한 움직임을 보이고 있다.따라서 업체간의 전기자동차 개발 경쟁은 더욱 가속될 것으로 보인다.<박건승 기자>