수소/연료전지차는 수증기와 따뜻한 공기만 배출하므로 탄소가 배출되지 않는다. 전기와 마찬가지로 수소는 다양한 공급 원료에서 생산할 수 있는 에너지다. 또 미국 에너지청 보고서에 따르면, 수소를 연료로 사용하면 향후 연료 생산 경로에서도 석유 사용을 100% 줄일 수 있는 것으로 나타났다.
수소/연료전지차(FCV)는 내연기관 대신 전기모터를 이용한다는 점에서 전기차(EV)와 유사하다. 그러나 EV는 배터리를 충전해 가동하지만 FCV는 차량 내부에서 전기를 생성한다는 점이 다르다. FCV는 배기가스 제로이지만 현재 수소 연료를 생산·운반하는 과정에서 배출되는 온실가스는 현재 풀어야 할 과제다.

국내 기업/기관은 연료전지 자동차에 대해 구동 모터의 이상 제어 시스템 및 전력 분배 시스템에 관한 특허 점수가 높다. 수소/연료전지차 부문 국내 1위에는 현대자동차가 꼽혔으며 글로벌 순위로는 2위다. 현대자동차는 연료전지차의 세계시장 점유율에서 선두 주자로서 연료전지 자동차의 발전 및 산업기계용의 구현도 빠르게 진행하고 있다. 대표 특허로는 ‘연료전지 차량의 모터 속도 보정장치 및 방법’(특허번호 US9233610B2, Apparatus and method of compensating for motor velocity of fuel cell vehicle)이 있다. 이는 레졸버(속도감지장치)에서 고장이 발생하더라도 모터의 속도를 정확하게 보상하는 연료전지 차량의 모터 속도 보정장치에 관한 것이다. 이를 통해 연료전지 차량 운행 중 안정성 및 신뢰성을 높인다. 특허존속기간은 2034년까지이며 다른 특허 211건에 인용됐을 만큼 유효성이 높다.

2위 기아자동차는 현대차와 여러 특허를 공동출원하고 있으며. 대표 특허로는 ‘영구자석 동기전동기 제어방법’(특허번호 US8786221B2, Method for controlling permanent magnet synchronous motor, 현대차 공동출원)이 있다. 영구자석 동기전동기(PMSM)는 전기차 및 다른 산업 분야에서도 널리 이용되는 고출력·고효율 모터다. 특허존속기간은 2031년까지이며 다른 특허 41건에 인용됐다.

3위 삼성중공업의 대표 특허는 ‘개질가스발생장치’(특허번호 KR101422825B1, Apparatus for generating reforming gas)다. 질소 함량이 매우 낮고 연료전지 구동에 적합한 조건을 갖춘 개질 가스를 제조하는 방법에 대한 것이다. 다른 특허 13건에 인용됐다.

그 외 수소/연료전지차 부문 10위권에 든 국내 기업/기관은 한국조선해양(4위), 대한민국 정부(5위), 한국에너지기술연구원(6위), (주)다원시스(7위), 한국과학기술연구원(8위), 한온시스템(9위), LG화학(10위) 순이었다.

한편 수소연료전지차 글로벌 상위 10위권은 1위에 도요타자동차(일본), 2위 현대자동차, 3위 혼다자동차(일본), 4위 기아자동차, 5위 닛산자동차(일본), 6위 제너널모터스(미국), 7위 스즈키자동차(일본), 8위 중국 정부, 9위 포드자동차(미국), 10위 에어버스 SE(네덜란드) 순이었다.

- 이진원 기자 lee.zinone@joongang.co.kr