일본의 토요타는 차세대 연료전지자동차 (FCV)인 ‘토요타 미라이’ 의 후속모델 격인 새로운 FCV 콘셉트카를 발표했습니다. 바로 ‘토요타 H2 Concept’ 입니다. 이름에서도 알 수 있듯이 기존의 가솔린/디젤 엔진 대신 공기중의 산소와 물을 반응시켜 생성되는 전기에너지를 이용하여 구동하는 완전 무공해 차량입니다. 또한 이산화탄소 배출량도 매우 적기 때문에 진정한 의미의 친환경차량 이라고 할 수 있습니다. 그럼 현재 개발된 다른 친환경 차량들과 비교했을 때 얼마나 효율적이고 뛰어난 성능을 보여주는지 알아보겠습니다.
수소전기차 방식
먼저 수소전기차(FCV) 는 크게 3가지 방식으로 구분됩니다. 첫 번째는 토요타 FCHV-advanced 와 같이 스택 내 백금 촉매를 사용하는 타입인데 가격이 비싸고 수명이 짧다는 단점이 있습니다. 두 번째는 현대 넥소 처럼 세라믹 소재의 분리판을 사용하는 타입인데 상대적으로 저렴하고 출력밀도가 높다는 장점이 있습니다. 마지막 세 번째는 혼다 클래리티 퓨얼셀 과 같이 금속분리판을 사용하는 타입인데 고가이긴 하지만 높은 에너지 밀도를 자랑합니다. 이러한 장단점을 고려하면 이번에 공개된 토요타 H2 컨셉트카는 중간 정도의 위치에 있다고 볼 수 있습니다.
이렇게 다양한 방식 가운데서도 토요타 H2 Concept 는 직분사방식 을 택했습니다. 덕분에 출력 및 연비 면에서 높은 효율을 자랑합니다. 최대출력 113마력 , 최대토크 26.5kg.m 으로 동급 최고 수준인데다 1회 충전 시 주행거리 역시 500km 이상으로 상당히 길다고 볼 수 있습니다. 물론 아직까지는 가격이 비싸고 인프라 구축이 미비하다는 단점이 있지만 향후 몇 년 이내에 상용화가 가능할 것으로 전망됩니다.
토요타의 H2 Concept
토요타는 BMW와 2015년부터 파트너 관계를 맺고 수소 기술을 함께 개발했습니다. 두 파트너사가 작업한 대부분의 차량은 압축 수소 연료를 사용하여 전기 모터에 전력을 공급하는 수소 연료 전지(HFC) 차량입니다. 그러나 토요타는 H2 Concept을 기존에 개발했던 HFC 대신 직분사방식을 선택했습니다.
토요타의 H2 Concept는 GR Corolla의 1.6리터 3기통 엔진의 수정된 버전이 제공되며, 이 엔진은 고압 직접 분사를 통해 펌핑되는 수소 연료로 작동합니다. 토요타는 현재 GR Corolla 경주용 자동차에서 동일한 수소 연료 엔진을 사용합니다. 연료를 보급하는데 1분 이상이 걸리며, 실제로 휘발유를 채우는데 걸리는 속도와 비슷합니다. 수소 연료는 가압 탱크에 저장되며 몇 년 전부터 토요타의 Mirai에서 사용된 것과 유사한 시스템입니다.
토요타의 파트너 BMW
BMW와 토요타가 수소 기술의 파트너라는 사실 외에도 BMW는 실제로 몇 년 전에 비슷한 수소전기차를 개발했습니다. BMW는 토요타와 마찬가지로 수소로 작동하는 6.0리터 V12 엔진으로 7시리즈를 제작했습니다. 그러나 수소 탱크는 방대하여 트럭에 따로 보관해야 했고, 압력 릴리프 밸브로 인해 시간이 지나면 압축 수소 연료가 자연스럽게 누출되었습니다.
수소 동력으로 움직이는 7 시리즈는 판매되지 않았으며, 단지 실험으로만 확인하였습니다. 당시에는 이 기술이 적합하다고 판단하지 않았으나, 토요타가 H2 Concept을 통해 기술이 발전 되었음을 입증 하였습니다. BMW는 파트너인 토요타의 H2 Concept 프로젝트를 보고 수소전기차 프로젝트를 다시 실험하기로 결정했습니다. 성공이 확실치 않지만 미래를 생각하면 지켜볼 필요가 있습니다.
