수소 트럭 vs 순수 전기 트럭
수소 트럭 vs 순수 전기 트럭 – Cheersonic
트럭 분야에서는 현재 연료 트럭과 경쟁하기 위해 빠르게 발전하고 있는 두 가지 모델이 있습니다. 바로 순수 전기 트럭과 수소 연료 전지 트럭입니다. 두 모델 모두 배터리를 주 동력원으로 사용합니다. 순수 전기 트럭은 주로 리튬 이온 배터리를 사용하고, 수소 연료 전지 트럭은 수소를 연료로 사용합니다. 두 모델 모두 연료 트럭에 비해 고유한 장점을 가지고 있습니다.
수소 트럭과 순수 전기 트럭, 과연 이 둘을 비교하며 미래의 신에너지 트럭을 대표할 수 있는 모델은 무엇일까요?
수소 트럭과 순수 전기 트럭의 차이점
현재 시판 중인 순수 전기 트럭은 기본적으로 연료 트럭의 섀시를 재구성한 것입니다. 연료 트럭과의 차이점은 주로 파워트레인 모듈에 있습니다. 연료 트럭과 비교했을 때, 순수 전기 트럭은 엔진, 흡기 및 배기 시스템을 제거하고, 연료 공급 시스템의 경우, 소형 차량은 변속기를 아예 없애고, 대형 차량은 AMT 자동 변속기를 전기차용으로 교체합니다. 대신 구동 모터, 배터리, 전자 제어 시스템을 사용합니다.
수소 연료 전지 트럭 의 핵심은 순수 전기 트럭에 수소 연료 전지 시스템이라는 발전 시스템을 추가한 것입니다. 수소 연료 전지 시스템은 주로 수소 저장 탱크와 전기 스택(연료 전지)으로 구성됩니다.
수소 연료 전지 트럭의 작동 원리는 수소 저장 탱크에 저장된 수소를 스택으로 이송하여 산소와 화학 반응을 일으켜 전기를 생산하고, 이 전기를 배터리에 저장한 후, 다시 구동 모터에 전달하여 전력을 출력하는 것입니다. 따라서 수소 연료 전지 트럭은 “수소를 운반하는 연료 발전기가 장착된 순수 전기 트럭”으로 이해할 수 있습니다.
또한, 순수 전기 트럭은 외부 전력을 사용하여 배터리를 충전하는 반면, 수소 연료 전지 트럭은 연료 전지를 사용하여 배터리를 충전합니다. 충전 과정은 차량 주행 중에 이루어지므로 수소 연료 전지 트럭은 배터리 전력이 필요하지 않습니다. 따라서 수소 연료 전지 트럭의 전력 소비량은 순수 전기 트럭보다 훨씬 적습니다.
수소 트럭과 순수 전기 트럭의 장단점 비교
이점:
1. 더욱 친환경적: 수소 연료전지 트럭과 순수 전기 트럭은 주행 중 “배출가스 제로”를 달성할 수 있지만, 수소 연료전지의 주성분은 수소이므로 수명이 다한 후에도 환경을 오염시키지 않습니다. 반면 리튬 배터리는 다량의 중금속을 함유하고 있어 과학적이고 표준화된 재활용이 필수적이며, 그렇지 않을 경우 환경 오염을 유발합니다. 따라서 수소 연료전지 트럭이 더욱 친환경적일 것입니다.
2. 긴 주행 거리 및 짧은 충전 시간: 수소 연료 전지 의 에너지 밀도는 리튬 배터리보다 훨씬 높고, 에너지 변환 효율 또한 높아 차량의 주행 거리가 길어집니다. 또한, 수소 충전 방식은 일반 연료/가스 충전 방식과 유사하여 일반적으로 10분 이내에 완료됩니다. 연료 차량의 충전 시간보다는 다소 길지만, 순수 전기 트럭의 충전 시간보다는 훨씬 짧기 때문에 기존 충전 습관을 바꿀 필요가 없습니다.
3. 탁월한 저온 저항성 및 배터리 성능 저하 없음: 순수 전기 트럭은 주행 중 배터리 성능 저하를 피하기 어렵고, 특히 저온 환경에서는 그 저하가 더욱 심해집니다. 이것이 바로 순수 전기 트럭이 겨울철에 주행 가능 거리가 줄어드는 이유입니다. 연료 전지는 이러한 문제가 없어 저온 환경에서의 운전 효율이 크게 향상됩니다.
4. 차량 경량화 및 에너지 소비 감소: 수소 연료 전지는 에너지 밀도가 높고 차량 무게를 줄여줍니다. 예를 들어, 100kWh 용량의 리튬 배터리는 약 800kg인 반면, 동일한 용량의 수소 연료 전지는 4분의 1 정도에 불과하여 차량의 주행 가능 거리를 향상시키는 데 도움이 됩니다.
단점:
1. 수소 충전 편의성 부족: 현재 순수 전기 트럭의 충전은 그다지 편리하지 않지만, 보급률이 높은 일부 도시에서는 충전소를 쉽게 찾을 수 있습니다. 그러나 현재 대부분의 도시에는 수소 충전소가 부족하고, 수소 연료 전지 차량은 운행 중에 수소를 충전할 수 없습니다. 따라서 이러한 “수소 충전 불안감”은 일정 기간 동안 수소 트럭 보급에 걸림돌이 됩니다.
2. 높은 차량 구매 비용: 현재 수소 연료 전지 트럭의 가격은 ‘천문학적인 가격’으로, 일부 정부 기관만이 감당할 수 있을 뿐이며, 상용화 단계와는 거리가 멀다. 순수 전기 트럭은 초기 구매 비용 측면에서 수소 연료 전지 트럭보다 훨씬 저렴하다.
3. 적재함 용량이 작아 적재 효율이 저하됨: 순수 전기 트럭과 비교하여 수소 연료 전지 트럭에는 수소 저장 탱크가 추가되며, 일반적으로 수소 저장 탱크는 운전석과 적재함 사이에 배치되어 차량 전체 길이는 동일합니다. 따라서 수소 연료 전지 트럭의 적재함 길이는 0.5~1m 짧아 적재 효율이 저하됩니다.
3. 높은 운영 비용: 연료 가격 측면에서 볼 때, 수소 연료 전지 트럭의 단위 주행 거리당 수소 연료 비용은 다른 두 모델보다 훨씬 높습니다. 더욱이 연료비는 총비용에서 상대적으로 높은 비중을 차지합니다. 수소 연료 가격은 연료 전지 차량의 상용화를 제한하는 중요한 요소임을 알 수 있습니다. 순수 전기 트럭의 운영 비용은 연료 트럭의 약 50% 수준입니다. 현재 불완전한 수소화 생태계로 인해 수소 연료 전지 트럭의 운영 비용은 연료 트럭의 두 배 이상이며, 운영 비용 측면에서 훨씬 높습니다.
요약하자면, 순수 전기 트럭과 수소 연료 전지 트럭은 각각 장점과 단점을 가지고 있습니다.
수소 에너지 및 연료 전지의 산업화는 아직 갈 길이 멀지만, 국가 에너지 안보 및 환경 보호라는 전반적인 방향과 일치합니다. 동시에 이러한 정책은 수소 에너지 및 연료 전지 분야에 대한 국가의 지속적인 지원을 보여줍니다. 수소 연료 전지는 상용 트럭, 특히 대형 트럭 분야에서 독보적인 장점을 가지고 있습니다. 순수 전기 대형 트럭이나 디젤 대형 트럭과 비교했을 때, 강력한 내구성과 우수한 저온 성능을 자랑하며, 하류 응용 분야에서 선도적인 역할을 하여 수소 에너지-연료 전지 산업 사슬의 동시 발전을 촉진할 수 있습니다.
수소 연료 트럭 및 순수 전기 트럭의 PEM 전해 탱크에 사용되는 초음파 분무기
대형 트럭 운송 분야에서 수소 트럭과 순수 전기 트럭은 PEM 전해조를 장착하여 차량 내외에서 친환경 수소를 생산할 수 있으며, 장거리 간선 운송에 필요한 수소 에너지 공급 문제를 해결합니다. 초음파 분무는 이러한 핵심 막 전극(MEA) 제조에 있어 중요한 정밀 공정입니다.
PEM 전해 전지는 이리듐과 백금과 같은 귀금속 촉매를 사용하여 물 분해를 통해 수소를 생산합니다. 차량 운행 환경은 전압 변동, 진동 충격, 넓은 온도 범위 등 다양한 조건에 노출되며, 촉매층의 균일성, 기공 구조, 코팅 접착력에 대한 요구 조건이 매우 높습니다. 초음파 분무법은 고주파 진동을 이용하여 촉매 슬러리를 미세한 입자로 분무하고, 이 입자들을 양성자 교환막 또는 다공성 수송층 표면에 비접촉 방식으로 부드럽게 증착시킵니다. 코팅 두께 편차를 ± 5% 이내로 제어할 수 있어 안정적인 3상 반응 계면을 형성하고 차량 탑재 전해 전지의 고전류 밀도 작동 조건에 적합합니다.
이 공정의 재료 이용률은 80~90%에 달하여 이리듐, 백금 등의 귀금속 소비를 크게 줄이고 차량 탑재형 PEM 전해조의 제조 비용을 효과적으로 절감할 수 있습니다. 진공 가열 플랫폼과 결합하여 양성자막의 팽창 및 변형을 억제하고, 핀홀이나 균열과 같은 결함을 방지하며, 적절한 코팅 기공 구조를 형성하여 수분 이동과 산소의 빠른 탈착을 보장하고, 전해조의 내진동성과 수명을 향상시켜 트럭의 복잡한 주행 조건에 적응할 수 있도록 합니다.
수소 트럭에 탑재되는 수소 생산 장치든, 순수 전기 트럭에서 잉여 전력을 이용해 수소를 생산하고 에너지를 저장하는 PEM 전해조든, 초음파 분무 공법은 CCM 및 GDE 전극을 제조하는 데 사용될 수 있으며, 연구 개발 샘플링과 양산의 균형을 유지하여 상용 차량용 수소 장비의 비용 절감과 성능 향상에 기여할 수 있습니다.
치어소닉 소개
치어소닉 은 마이크로일렉트로닉스/전자, 대체 에너지, 의료 및 산업 시장을 비롯하여 건설 및 자동차 분야의 특수 유리 응용 분야에 이르기까지 부품 및 구성 요소의 표면을 보호, 강화 또는 매끄럽게 하기 위해 정밀한 박막 코팅을 적용하는 초음파 코팅 시스템의 선도적인 개발 및 제조업체입니다.
당사의 코팅 솔루션은 환경 친화적이고 효율적이며 신뢰성이 매우 높습니다. 이를 통해 과도한 분사를 획기적으로 줄이고 원자재, 물 및 에너지 사용량을 절감할 뿐만 아니라 공정 반복성, 전송 효율, 높은 균일성 및 배출량 감소를 실현할 수 있습니다.
