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초고압 수소용기 인증기술력 확보 절실

2020년까지 45MPa 이상 
성능인증 기술개발 추진

[가스신문=이경인 기자] 수소가 공기 중 산소와 결합하는 과정에서 생산되는 전기를 동력으로 활용하는 수소연료전지 자동차는 대표적인 친환경 자동차, 무공해 차량으로 인기가 높아지고 있다.

수소연료전지 자동차를 생산하기 위해서는 수소를 저장하는 용기가 필수적인데, 에너지 밀도가 작은 수소를 운송용으로 사용하기 위해서는 높은 압력으로 압축, 저장할 수 있어야 한다.

개발된 용기를 안전하게 사용하기 위해서 정확한 인증기술이 뒤따라야 하지만, 현재는 전 세계적으로 인증 기술이 부족한 실정이다.

수소연료전지 자동차 기술을 선도하는 일본과 미국은 45MPa 미만의 개별용기성능 평가 기준을 마련해 놓고 있지만, 운송 시 발생하는 진동 및 충격 등 많은 위험요소를 고려하면 45MPa 이상의 성능인증 기술이 필수적이다. 또한, 우리나라가 수소연료전지 자동차의 세계시장을 확보하기 위해서는 수소용 튜브트레일러에 적합한 용기 사이즈, Rack 단위의 복합재 용기 적층방식, 진동 및 충격흡수 장치, 전용 초고압 온오프 밸브 등 초대형 이송용 복합재 용기의 성능 인증 평가 기술력 확보가 필요하다.

이에 한국가스안전공사에서는 가스안전연구원을 중심으로 2020년까지 45MPa 이상의 수소저장용기 및 온·오프 밸브성능인증 기술개발을 추진 중이다.

가스안전공사는 국내에서 복합재 용기 성능을 인증 할 수 있는 유일한 기관으로 지난 10월, 강원도 영월에 에너지안전실증연구센터(이하 에너지안전센터)를 구축, 실증시험도 가능해졌다.

에너지안전센터는 총 사업비 305억 원을 투입해 부지면적 66,200㎡, 건축연면적 4,340㎡ 규모로 연소시험동 등 첨단 연구시설 9개동을 갖춘 우리나라 최초, 세계 네 번째 초고압‧초저온 첨단제품 R&D 기지이다.

에너지센터 구축을 계기로 수소‧CNG 등 미래에너지와 관련된 안전성 실험과 성능 인정시험도 가능해지면서, 국내 기업의 관련 산업 발전에 토대가 마련됨은 물론, 신재생에너지 제품 수출을 위한 성능인증이 국내에서 가능해져, 국내 기업의 경쟁력도 한층 높아질 전망이다. 또한 가스안전공사는 2017년부터 3년간 80억 원의 추가예산을 투입해 수소 등 고압가스 용기 및 부품 전체에 대한 시험설비도 완비할 예정이다.

가스안전공사는 이곳에서 얻는 데이터로 국내·외에서 개발된 튜브트레일러용 초고압 복합재 용기 Type3, 4의 정량적, 정성적 성능을 분석하고, 성능 인증기술을 체계적으로 정립해 나간다는 방침이다. 또한 45MPa 이상 튜브트레일러용 수압반복시험, 파열시험, 낙하시험, 극한온도 반복시험 등 용기 및 밸브의 성능인증기술도 개발 중이다. 기술 개발 및 공신력 확보를 위해 국내·외 성능평가 인증사항을 분석하고 그 결과를 토대로 성능평가 장치의 제작 및 절차서를 정리 중에 있다.

이런 노력을 발판으로 2018년 국내·외 특허 출원 및 등록과 SCI급 논문 게재로, 이동형 복합재 용기의 국내 개발 가능성을 확인할 수 있을 것으로 보인다. 또한 튜브트레일러용 고압용기의 국내 규정 개정을 통해 수소연료전지자동차 보급 활성화에 기여할 뿐만 아니라 관련 신규 사업분야의 일자리 창출에도 도움이 될 것으로 기대된다.