자동차는 대표적으로 글로벌 경쟁력을 갖춰야 하는 제품이다. 하지만 환경오염의 주범으로 꼽히기도 한다. 그래서 세계적으로 오염물질 규제가 강화되는 추세이고, 완성차 회사들도 규제 충족을 위해 갖가지 아이디어를 고안해 내고 있다.

요즘 자동차 배출가스 규제가 심해서 완성차회사들이 갖가지 아이디어 자동차를 내놓는다. 일단 배출가수 줄이는 방법은 크게 경량화, 동력의 다양화, 새로운 에너지원의 확보로 구분할 수 있다. 현실적으로 가장 빨리, 그리고 손쉽게 할 수 있는 분야가 바로 경량화다. 이런 경화를 하려면 소재에서 해답을 찾아야 한다.

자동차는 대부분 철로 이뤄져 있는데, 철의 비중을 최대한 낮추는 것이 무게를 줄이는 지름길이다. 그래서 최근 철 대신 폴리에스테르나 폴카보네이트 등의 플라스틱과 알루미늄, 마그네슘 등 비철금속으로 많이 바뀌는 추세다. 심지어 직물소재도 등장했다.

또한 플라스틱 사용이 많은데, 이는 플라스틱의 경우 무게가 철의 14% 수준이다. 그래서 요즘 플라스틱 자동차가 많이 등장했다. 지난 2007년 스위스 제네바모터쇼에 현대차가 ‘카르막’이라는 컨셉트카를 전시한 적이 있는데, 내외 소재가 모두 플라스틱이다. 펫트병 용기 900개 분량이 사용된 것이다. 스위스의 린스피드라는컨셉트카 전문회사가 있는데, 이 회사는 투명자동차 ‘엑사시스’를 전시해 화제다. 마크롤론이라는 새로운 플라스틱을 사용했다. 마크롤론은 충격 강도는 유리의 250배 정도지만 무게는 유리의 절반에 불과하다. 이렇게 해서 자동차 무게를 750kg으로 완성했다.

또한 알루미늄이나 마그네슘 등 비철금속도 적지 않게 사용된다. 알루미늄 합금은 무게가 철의 35%에 불과하지만 기계적 성질이 뛰어나 항공기를 비롯한 경량구조 재료로 많이 사용돼 왔다. 미국의 경우 1970년대 승용차 연비를 50% 향상시켜야 한다는 정부 규제에 따라 주철 엔진을 알루미늄 엔진으로 교체한바도 있는데, 현재 알루미늄은 엔진 뿐 아니라 차체에도 일부 적용되는 중이다. 예를 들어 혼다 스포츠카 NSX와 아우디 A8, 아우디 TT 등은 100% 알루미늄을 차체로 사용하는 차종이다. 마그네슘도 요즘 들어 가장 가벼운 금속으로 인기가 높다. 무게가 철의 25%이고 알루미늄의 60%이다. 특히 고온에 강한데, 현재까지는 일부에만 사용된다.

공기로 부풀려 타는 차동차위스퍼는 부드러운 것으로 유명하다. 전동 펌프를 활용해 공기를 주입하면 차체가 부풀어 올라 완전한 모양의 자동차가 된다. 부품 및 타이어 유리 등을 제외한 나머지 부분을 모두 직물과 비슷한 소재를 사용한다. 물론 평범한 직물은 아닌데, 미 항공우주국이 화성 표면에 탐사 로봇을 떨어뜨릴 때 사용하는 에어백과 동일한 소재다. 칼로 그어도 찢어지지 않을 정도로 질기고, 내부는 다층구조로 돼 있어 공기가 새지 않는다. 또한, 이 위스퍼의 무게는 217kg으로 성인 남자 3명정도의 무게 밖에 안 된다.

이런 경량화도 그렇지만 저항을 줄이는 움직임도 적지 않다. 기본적으로 자동차는 주행할 때 공기저항, 구름저항 등 여러가지 저항을 받게 되는데, 저항을 줄이면 그만큼 연비도 개선되기 마련이다. 그래서 최근 등장한 것이 저 저항 타이어다. 엔진의 유효출력 중 30%는 타이어의 회전저항으로 인해 열에너지로 소비된다. 그래서 소비되는 열에너지를 줄이기 위해 소재 배합을 바꾸기도 하는데, 미쉐린의 경우 에너지타이어라는 연비 절감용 타이어를 내 놓았다. 에너지타이어는 1,000km를 달릴 때 연료 2리터를 줄일 수 있다. 국내 타이어회사도 에너지절감형 타이어 제품개발에 한창이다.

이런 자동차의 효율을 높이기 위해 램프도 진화를 했다. 자동차 뿐 아니라 현재까지는 대부분 백열등이나 할로겐 램프가 대세였다. 하지만 자동차 조명도 LED라고 하는 고휘도램프로 바뀌는 추세다. LED는 소비전력이 백열등의 20%에 불과하고 전기에너지의 90% 이상을 빛 에너지로 전환 할 수 있어서 1,000km당 최대 2리터 정도를 아낄 수 있는 것으로 알려져 있다. 그래서 실내조명은 물론 방향지시등, 후미등이 LED로 교체되는 추세다.

심지어 창문도 효율을 높이는 대상이 된다. 이는 스마트 윈도우를 의미하는데, 태영광 투과율을 자유롭게 조절할 수 있는 윈도우다. 과거 대부분의 태양광 투과 조절기술은 특정 투과율을 가진 필름을 윈도우에 붙이는 수준이다. 흔히 틴팅, 썬팅을 하게 되는데 스마튼 윈도우는 전압을 걸어 태양광 투과율을 자유자재로 조절한다. 전기가 흐르지 않을 때는 짙은 청색이고 전기를 흘려보내면 퉁명하게 변한다. 이 기술이 자동차에 도입되면 태양광 조정르 통해 승차자를 보호하고, 실내 온도 상승을 억제해 에어컨 사용을 줄일 수 있게 된다. 기타 내장 직물과 플라스틱 부품의 변형도 방지해 수명 연장 효과가 있게 된다.

이외에 배기열을 전기에너지로 바꿔주는 열-전기 발전기, 정지상태에서는 엔진이 구동하지 않는 스톱&고 시스템도 현재 일부 차종에 사용되는 기술이다. 결국 모든 것이 효율을 높이는 쪽에 포커스가 맞춰지는 것이다.
 

저작권자 © 시사포커스 무단전재 및 재배포 금지