선로에 전선도, 매연도 없고, 오로지 수소로 트램이 달린다고? 도대체 어떻게 달리는 걸까?

수소와 산소만 있으면 달릴 수 있다

수소 트램은 수소와 산소로 전력을 만들어 내요. 수소 탱크, 수소 연료 전지에서 전력을 만들고, 바퀴를 움직이는 추진 장치에 전기를 전달해요.

우선 충전소에서 수소 탱크에 수소 연료를 가득 채워요. 수소 연료 전지는 한쪽에선 수소 탱크에 있던 수소를, 반대쪽에선 바깥에 가득 있는 산소를 가지고 와요. 수소 연료 전지로 가지고 온 수소에 전자를 분리한 뒤 이 전자를 이용해 전기를 띠도록 만들고, 남은 것들은 물로 배출하지요. 그렇게 만든 전력은 열차의 바퀴를 움직이는 추진 장치에 보내서 달리게 하는 거예요.

수소 연료 전지는 디젤기관차와 달리 배기가스를 만들지 않아요. 수소 트램이 도시에서 달리면 이산화탄소로 지구온난화에 영향을 주거나, 미세먼지가 생겨날 가능성도 아주 적어지죠.

게다가 수소는 가볍고, 쉽게 압축할 수 있는 기체여서 한 번 충전하면 석유, 석탄, 전기에 비해 더 많은 에너지를 만들 수 있어요. 교통수단의 연료로 쓰기에 적합하지요. 쓰고 남은 전력은 배터리에 저장했다가 다시 추진 장치로 전달해요. 이번 수소 트램을 개발한 현대로템 김명한 팀장은 “수소 트램의 속도는 시속 50km로, 15분만 충전하면 수소 연료 42kg이 충전돼 총 150km의 거리를 달릴 수 있다”고 전했어요.

그런데 수소 트램의 연료가 수소라서, 수소 폭탄처럼 폭발할 위험이 있지 않느냐는 우려가 있어요. 그러나 수소가 열차 안에서 폭발할 가능성은 거의 없어요. 폭탄에 쓰이는 수소는 삼중수소로, 연료용 수소와는 달라요. 또 수소는 공기보다 약 15배 가볍기 때문에 새어 나가더라도 대기 중으로 금세 흩어져 올라가요. 만약 열차가 충돌해 충격을 받더라도 수소 용기는 약 20000m 정도의 물기둥에도 견딜 수 있도록 설계돼 있기 때문에, 터질 위험이 거의 없어요. 극동대학교 수소안전학과 탁송수 교수는 “수소 트램은 실외에 있기에 수소가 쌓여 폭발할 수 없다”며 “온도와 압력에 대한 강도 높은 안전성 평가도 통과한 것”이라고 설명했어요.

d라이브러리

열역학 이론을 일상에 적용하자