BMW 코리아는 오는 5월 BMW의 수소연료 세단인‘BMW 하이드로젠 7 (Hydrogen 7)’의 시승행사를 국내최초로 진행한다고 최근 밝혔다.

BMW 하이드로젠 7은 아시아최초로 지난 2007년 서울모터쇼에서 전시형태로 국내에 선보인바 있지만, 실제로 수소를 충전해 국내에서 주행 하는 것은 이번이 처음.

글 / 원선웅 (글로벌오토뉴스 기자)

BMW의 하이드로젠 7 관련 기사를 본 한 지인은 이런 질문을 해왔다.
“수소연료라는게 안전하긴 한거야? 수소하면 폭탄 밖에 생각이 안나는데..”
분명 수소라는 원소은 어떤 물질보다 잘 타오르는 물질임은 분명하다. 인화가 시작되면 그 온도는 3000도에 이르며 공기중에 4%만이 존재해도 연소가 일어난다. 그러나, 이는 수소라는 원소에 대한 극히 일부의 사실이다. 이미 상용화 단계에 와있는 연료의 안전성을 논한다는 것 자체가 넌센스이긴 하지만 수소연료에 대한 궁금증을 풀어보기 위해 이번 지면에서는 수소연료의 성질과 안전성에 대해 말해보고자 한다.

원유의 고갈, 지구 온난화 효과 가스(CO2)의 문제 등 여러가지 관점으로부터 화석연료를 대체할 새로운 에너지원을 중 가장 각광받고 있는 것이 바로 수소. 수소는 지구상에 무진장존재하며 물을 전기 분해해서 만들 수도 있기 때문에 더욱 각광받고 있다.

그럼 지금 부터는 이 수소의 성질에 대해 간략하게 살펴보자.

수소는 마이너스 253℃으로 액체가 되며, 마이너스 269℃로 고체(얼음형태)가 된다. 액체상태로 만드는 것은 쉽지만 유지하는 것은 어려우며 조금이라도 기온이 상승하면 증발하기 시작하여 다시 마이너스 253℃로 온도를 내리지 않으면 액화하지 않는다. 또한, 수소도 다른 기체와 마찬가지로 압력을 가하면 액화한다. 이론상으로 1만 기압이상의 압력이 가해지면 액화상태를 만들 수 있는 것이다. 즉, 1만 기압을 견딜 수 있는 용기와 압축기를 사용한다면, 마이너스 253℃에서 액화된 수소를 언제까지나 저장 할 수 있지만, 1만 기압의 압력을 견딜 수 있는 것이 관연 있을까 하는 의문이다.

수소는 무색, 무취, 무해한 단순한 구조의 물질이지만, 다른 것(기체뿐만 아니라 금속과도)과 결합하기 쉽고, 결과적으로 불타기 쉬운 특징이 있다. 앞서 말한 것과 같이 연소 온도는 3000℃로, 공기중의 함유량 4~74%의 광범위한 조건에서 연소한다. 다만, 발화점은 가솔린의 500℃에 비해 570℃로 높기 때문에 자연발화는 극히 어렵다.

그렇기 때문에, 미국에서는 1800년대의 초기부터, 도시가스에 수소 52%, 메탄 31%, 석탄 가스 7%등을 혼합한 가스가 공급되고 있으며 일반 가정용의 연료로서 안전하게 사용되어 왔다. 현재도 공업제품 분야에서는, 매우 많은 수소가 사용되고 있다. 비료의 원료로서 이용되는 암모니아의 합성, 석유 제품의 탈유등의 정제, 유지의 제조, 그 외에도 메타놀의 정제 등 많은 분야에서 안전하게 사용되고 있다. 게다가 열전도율이 공기의 9배, 비열(1 g물질을 1℃높이기 위해 필요한 열량)은 14배나 높아 전도체로서 유효하게 사용할 수 있으며 발전소의 대형 발전기의 냉각 제어용 매체로 수소가 사용된다. 수소를 발전기 냉각기 매체로 사용하면 위험하지 않느냐 라고 물을수 도 있겠지만 그 대답은 NO. 공기(즉 산소)가 없는 상태라면 어떤 가연물도 불타지 않는다.

앞서 말한 것들을 토대로 해보면 결국 위험한 것은 수소나 가솔린이 아닌 산소이다. 산소는 지구상에서 가장 필요한 것이지만, 산소로 인해 연소와 산화라는 현상이 일어나는 것이다. 산소를 제어 할 수 있으면, 이러한 대체연료의 위험성 또한 현격히 낮아지는 것이다.