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[장형성 교수의 자동차 이야기(4)] 전기자동차가 대세일까?

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[장형성 교수의 자동차 이야기(4)] 전기자동차가 대세일까?

석유를 원료로 하는 가솔린, 디젤, LPG자동차 등은 연료의 성분이 CxHy, 즉 탄소(C)와 수소(H)의 성분으로 되어 있다. 물론 이 성분 외의 다른 성분도 있지만, 대부분을 차지하는 것은 탄소와 수소다. 이러한 연료가 연소한다는 의미는 공기 중의 산소와 결합시키는 것을 말한다.

엔진 내에 연료를 넣고 공기와 혼합 후 불을 붙여 연소시키는데, 탄소(C)가 산소(O₂)와 결합하면 CO₂가 만들어지며, 수소(H)가 산소와 결합되면 물(2H₂O)이 되는 것이다. 즉, 석유계의 연료는 연소하면 이산화탄소(CO₂)와 물(2H₂O)를 만든다.
그린카 이미지
그린카 이미지

만약 엔진이 연소를 시킬 때 산소가 부족하게 되면 일산화탄소(CO)가 발생 되고, 연소가 안된 상태로 배출되면 탄소와 수소의 성분인 탄화수소(HC)가 배출된다. 이산화탄소(CO₂)와 물(2H₂O)로 변하는 것은 완벽하게 연소될 때를 의미하며, 불완전 연소가 일어나면 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)가 발생하게 된다.

■ 석유 사용하는 한 지구온난화 불가피

자동차의 유해배출가스 점감 및 지구온난화 방지이미지 확대보기
자동차의 유해배출가스 점감 및 지구온난화 방지

그러나 이처럼 완벽하게 연소시켜도 이산화탄소는 배출될 수밖에 없다. 이 이산화탄소는 지구온난화를 가져온다고 알고 있다. 따라서 석유를 쓰는 한은 이산화탄소 배출로 인한 지구온난화는 피할 수 없는 것이다. 더더구나 자동차는 운전조건이 까다롭고 변화가 심하기 때문에 완전연소만으로 이산화탄소와 물로만 배출하는 것은 거의 불가능하다. 즉, 석유를 사용하지 않아야 해결될 수 있는 것이다. 이러한 이유로 석유를 사용하지 않는 자동차를 만드는 것은 매우 중요한 사명이 되었다.

■ 배터리 성능 개선으로 다시 나타난 전기자동차
리튬이온배터리 팩
리튬이온배터리 팩


장형성 신한대 기계자동차융합공학과 교수
장형성 신한대 기계자동차융합공학과 교수
이러한 이유로 이산화탄소를 배출하지 않는 자동차, 전기자동차가 부상하게 된 것이다. 전기자동차는 모터를 이용하여 자동차의 바퀴를 구동하므로 사실상 손쉬운 원리라고 할 수 있다. 따라서 전기자동차는 가솔린 자동차보다 먼저 실용화되었다. 1880년대 후반부터 1900년대 초·중반에는 많이 사용되었으나, 성능의 한계가 있어 점차 자취를 감추게 되었던 것이다. 전기자동차는 배터리가 매우 중요한데, 이때 사용되었던 납산배터리는 한계가 있었던 것이다. 지구온난화라는 명제를 해결하기 위한 노력은 전기자동차의 배터리 성능이 향상되면서 전기자동차가 다시 부각하고 있다. 전기자동차에 사용되는 배터리는 리튬이온 배터리이다.


장형성 신한대 기계자동차융합공학과 교수