리튬 이온 배터리 대. 수소연료전지

[이매진]

리튬 이온 배터리 대. 수소연료전지

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Lithium Ion Battery Vs. Hydrogen Fuel Cell - GreatGameIndia

통계에 따르면 대부분의 자동차 제조업체가 BEV에 관심을 기울였습니다. 이러한 변화는 리튬 이온 배터리 대 수소 연료 전지 논쟁 을 고려한 후에 발생 했습니다.

Nissan Leaf(2010)와 Tesla Model S(2012)로 데뷔한 배터리 구동 전기 자동차(BEV)는 실제로 자동차 산업의 중심 초점입니다.

이러한 구조적 변화가 일어나는 속도는 놀랍습니다. 중국에서는 2021년에 300만 대의 BEV가 판매되어 전년도의 100만 대에서 증가했습니다. 2024년까지 미국에서 판매되는 모델의 수는 두 배가 될 것으로 예상됩니다 .

그러나 국제 에너지 기구(International Energy Agency)는 자동차 산업이 지구 기후 약속을 충족시키기 위해 연간 30배 더 많은 광물이 필요하다고 주장합니다. 많은 사람들은 이것이 공급에 부담을 줄 것이라고 우려하고 있습니다.

"데이터는 세계의 강화된 기후 목표와 중요한 광물의 가용성 사이의 어렴풋한 불일치를 보여줍니다."

– IEA, FATIH BIROL

다행히도 BEV 외에 운송 수단의 탄소 발자국을 줄이는 다른 방법이 있습니다. 이 인포그래픽에서 Visual Capitalist의 Marcus Lu와 Miranda Smith 는 연료 전지 전기 자동차(FCEV)의 작동에 대해 설명합니다.

수소 연료 전지는 어떻게 작동합니까?

FCEV는 (환경적 생산 비용을 제외하고) 무공해 전기 자동차의 클래스입니다. 이 둘의 주요 차이점은 FCEV는 수소 연료 전지를 사용하여 자체적으로 전기를 생산하는 반면 BEV는 전기를 저장할 수 있는 상당한 크기의 배터리가 있다는 것입니다.

주요 FCEV 부품의 기능을 살펴보겠습니다.

배터리

전기 모터의 파워 리저브 역할을 하는 리튬 이온 배터리가 우선 입니다 . FCEV의 배터리는 주 전원이 아니기 때문에 더 작습니다. 관점에서, Toyota Mirai FCEV에는 330개의 리튬 이온 셀이 있으며 Model S Plaid의 7,920개와 비교됩니다.

수소연료탱크

수소 가스는 FCEV의 일부인 연료 탱크에 보관됩니다. 극저온(150°C 또는 238°F 미만)이 필요하기 때문에 액체 수소를 사용할 수 없습니다. 수소 연료 전지의 두 입력은 수소 가스와 산소입니다.

연료전지 스택 및 모터

수소 가스는 연료 전지에서 에너지를 생산하는 데 사용됩니다. 간단히 말해서 수소 가스가 셀에 들어가면 양성자(H+)와 전자(e-)가 분리되어 반응이 완료됩니다.

액체 또는 젤인 전해질은 양성자에 의해 횡단됩니다. 전자는 전해질을 통과할 수 없기 때문에 전해질 외부로 이동해야 합니다. 차례로, 모터는 생성된 전류에 의해 구동됩니다.

배기가스

산소는 연료 전지 작동이 끝나면 전자 및 양성자와 결합됩니다. 화학 반응의 결과로 생성된 물(H2O)은 이후 배기관을 통해 방출됩니다.

어떤 기술이 승리하고 있습니까?

아래 표는 대부분의 자동차 제조업체가 BEV에 관심을 기울였음을 보여줍니다. 세계 최대 자동차 제조사인 도요타는 BEV 동맹에서 눈에 띄게 빠져 있다.

폭스바겐 CEO 허버트 디스(Herbert Dies)와 테슬라 CEO 일론 머스크(Elon Musk)를 비롯한 저명한 비즈니스 리더들이 수소 연료 전지를 비판했습니다.

녹색 수소는 철강, 화학, 항공 등에 필요하며 자동차에 사용되어서는 안 됩니다. 너무 비싸고 비효율적이며 느리고 배포 및 운송이 어렵습니다.

– 허버트 디에스, 폭스바겐 그룹 CEO

현대와 도요타는 두 기업이 여전히 연료전지 개발에 투자하고 있기 때문에 갈등을 겪고 있다. 그들 사이의 차이점은 현대(및 자매 제조업체 기아)가 그럼에도 불구하고 많은 BEV를 생산했다는 것입니다.

프리우스와 같은 하이브리드 자동차를 발명한 도요타에게 이는 예상치 못한 실수다. BEV는 이러한 성공 이후에 논리적으로 발전한 것이 당연해 보입니다. Wired 에 따르면 Toyota 는 대부분의 산업이 다른 방향으로 가고 있다는 현실을 무시하면서 수소 개발에 모든 것을 걸었습니다. 회사는 오류를 깨닫고 시간이 지남에 따라 멈춰야 함을 깨닫고 EV 채택에 반대하는 로비로 눈을 돌렸습니다.

패자에 직면한 Toyota는 대부분의 대기업이 잘못된 게임을 하고 있음을 발견했을 때 하는 일을 하고 있습니다. 바로 게임을 바꾸기 위해 싸우는 것입니다.

– 유선

Tesla가 Model S를 출시한 지 10년이 지난 후 Toyota는 2023년형 첫 번째 BEV인 bZ4X 크로스오버를 선보일 것으로 예상됩니다.

연료 전지 채택에 대한 과제

많은 장애물이 FCEV의 광범위한 구현을 방해합니다.

하나는 성능이지만 큰 차이는 없습니다. 최상위 FCEV(Toyota Mirai)는 최대 주행 거리에 대해 EPA 등급 402마일을 획득한 반면, 가장 큰 BEV(Lucid Air)는 505마일 등급을 받았습니다.

수소 의 비효율성과 충전소 의 부족은 두 가지 주요 문제입니다. 미국 에너지부에 따르면 전국에 48개의 수소 충전소가 있습니다. 그 중 47개는 캘리포니아에 있고 하나는 하와이에 있습니다.

반면 BEV는 집에서 충전할 수 있으며 전국 49,210개의 충전소를 이용할 수 있습니다. Biden 행정부가 충전 네트워크를 개발하기 위해 주정부에 50억 달러를 제공했다는 점을 감안할 때 이 수치는 확실히 증가할 것입니다.

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