모하비, 가격대당 5억원
차량용 수소기밀용기
연료전지 백금촉매대체 기술 필요

[에너지경제 안희민 기자] 최근 지식경제부는 2015년 수소연료전지차 상용화를 목표로 기초자료 수집에 들어갔다. 그러나 우리나라 수소연료전지차 개발역사는 현대자동차가 독자개발을 시도한 2000년도까지 거슬러 올라간다. 현대차는 이미 산타페, 투싼, 투싼ix, 모하비를 선보이며 미국과 유럽의 실증사업에 참여했다. 현대차의 연구개발을 중심으로 우리나라 수소연료전지차 개발사를 살펴봤다.

지구촌 각국의 정상이 모여 이날만은 서울이 세계의 중심지가 됐던 G20정상회담 때 내외신 기자의 취재와 행사참가자의 이동을 지원했던 차량이 수소연료전지차라는 사실은 그다지 잘 알려지지 않았다.
이때 투입된 차량은 모하비. 대당 가격 5억원을 호가하지만 배기가스 대신 물이 배출되는 등 친환경적이면서도 연비는 가솔린 차량에 버금간다는 매력에 이미 수소연료전지차는 이미 세계 각국의 프로젝트가 되고 있었다.

우리나라에서 수소연료전지차로 선보인건 모하비가 처음은 아니다. 현대자동차는 1990년대부터 쌓아온 전기자동차 기술을 토대로 1998년부터 본격적으로 연료전지차를 개발해왔다. 그 첫 작품이 美UTC FC와 공동개발한 산타페 수소연료전지차다. 산타페는 75kW급 연료전지를 차량 밑부분에 탑재했다. 산타페는 이듬해 6월 세계 최초로 수소 350기압충전에 성공했고 수소연료전지차 경주대회인 ‘미쉐린 환경친화자동차 경주대회’에서 2년 연속 금메달을 수상했다.

투싼은 산타페 이후 등장한 현대의 수소연료전지차다. 현대자동차는 2003년 5월 美UTC FC와 공동개발 시작후 18개월만에 완성했다.

투싼수소연료전지차는 투싼 내연기관 양산모델 출시후 8개월만에 빛을 봤는데 ▲영하 20℃에서도 시동 가능한 신기술 개발 ▲주행거리와 출력 등 성능 개선 ▲연료전지 신기술 적용 ▲차량 안전성 향상을 통해 양산차와 동일한 성능과 편의성을 갖췄다고 현대 측은 자랑했다. 출력이 80kW이며 1회 충전 주행거리가 300km, 최고속도 시속 150km, 시속 100km까지 도달하는데 15초 걸리는 사양을 지녔다. 산타페와 달리 엔진룸에 연료전지를 탑재해 안정성을 높였고 당시 최신 이차전지였던 리튬폴리머 전지를 탑재했다.

현대자동차는 2010년 10월 투싼ix 수소연료전지차 개발을 완료했다. 투싼ix는 현대차의 3세대 수소연료전지차로 현대가 독자개발한 100kW급 연료전지 시스템과 2기의 수소저장장치(700기압)가 탑재됐다. 영하 25℃이하에서도 시동이 걸리며 연비가 리터당 31km에 달한다. 특히 일회 충전시 최대 주행거리는 650km로 동급 가솔린 차량과 맞먹었다. 이러한 사양은 구형 투싼보다 연비 15%, 주행거리는 55% 개선된 상태다.

현대자동차는 투싼ix 수소연료전지차 개발을 위해 약 120여개 국내 부품업체와 함께 기술개발 결과 핵심부품 95%이상을 국산화하는데 성공했다. 또 시범보급사업 참여와 본격적인 양산에 대비하기 위해 부품 크기를 축소하고 연료전지시스템을 모듈화하는 등 설계에서부터 핵심부품을 재설계해 기존 가솔린차량 엔진크기와 유사한 수준의 수소연료전지 시스템을 개발했다. 특히 연료전지시스템 통합모듈은 연료전지 스택과 운전장치, 인버터, 고전압 정션박스로 구성돼 연료전지 시스템의 부피를 20% 줄였다.

투싼ix는 현대차가 작년 11월 시범운행 사업자로 선정된 덴마크, 노르웨이 등 북유럽 2개국의 수소연료전지차 시범운행 사업에 4대 투입돼 북유럽을 누비고 있다.

현대차는 이미 지난해 1월 노르웨이, 스웨덴, 덴마크, 아이슬란드 등 북유럽 4개국과 수소연료전지차 시범보급 MOU를 맺었고 2월에는 독일정부가 주도한 클린 에너지 파트너십 참여 MOU를 체결한바 있다. 또 5월에는 덴마크 덴마크 코펜하겐과 수소연료전지차 시범보급 MOU를 체결하고 북유럽 4개국 수도 시장단 시승회를 개최한바 있고 10월에는 EU의회에서 공식 시범운행 사업에 단독으로 선정돼 투싼ix 수소연료전지차가 벨기에 브뤼셀 지역에서 운행 중이다.

이렇게 현대자동차의 수소연료전지차는 기술력 측면에서 세계적 수준에 올라와있다. 하지만 아직 수소연료전치차는 차량용으로에 적합할 정도로 견고한 수소기밀용기 개발과 연료전지의 백금촉매를 대체할 대체촉매 개발 등 기술적 난제 또한 함께 갖고 있다. 이러한 난제만 실현된다면 머지않아 수소연료전지차가 우리 생활 깊숙이 함께 운행될 전망이다.