수소융·복합충전소 측정표준기술 개발 추진

수소에너지의 민간보급 및 안전한 수소사회 건립 목표
3개 분과에 핵심인력 배치, 부품 등 글로벌 표준 대응

[가스신문=남영태 기자] 한국표준과학연구원(KRISS)은 지난 2009년 초고압 수소재료 물성측정 위한 ‘수소안전연구동’을 건립했다. 당시 수소의 생산, 수송, 저장 및 이용과 관련한 설비의 안전성 및 신뢰성 연구를 위해 건설돼 국내 최초라는 타이틀을 거머줬다.

또한 국내 초고압 수소가스 환경에서의 다양한 물성측정 및 안전연구 시설을 보유한 연구기관은 KRISS가 유일하며, 세계적으로도 미국, 일본, 독일 등이 보유하고 있다는 점에서 산·학·연에서 높은 평가를 받고 있는 연구기관 중 하나다.

수소안전연구동에는 230 ㎫ 초고압 압축기를 비롯해 초고압에서 수소저장 용기 및 수소부품 개발을 위한 기계적 물성을 측정할 수 있는 다수의 측정 장비가 구축돼 있다.

이를 통해 KRISS는 수소충전소를 비롯한 수소인프라용 금속소재의 사용 적합성 기준을 마련하기 위한 연구를 수행하고 있다. 뿐만 아니라 중소, 중견기업이 개발하고자하는 수소충전소 및 수소인프라용 금속소재의 사용적합성을 측정해, 제품개발 초기에 안전성과 신뢰성을 제공함으로써 상용화하는데 이바지하고 있다.

KRISS는 그간 두 가지 방향으로 연구를 진행했다. 기존의 상용화돼 생산된 금속재료가 수소가스 환경에서의 사용 적합성을 판단하고 적절한 사용 수명을 부여하기 위한 규격 개발에 몰두했다. 또 수소가스에 강한 재료를 개발하기 위해 다양한 재료의 성분·제작 방법에 따른 영향에 대해 연구를 진행했다.

그러던 중 지난해 3D 프린팅을 이용해 금속시료를 제작했고, 동일 규격의 성분으로 기존 제작방식인 압연에 의해 제작된 금속강판보다 3D 프린팅을 통해 생산된 금속이 수소가스에 강하다는 연구 성과를 도출했다.

KRISS 에너지소재표준센터 백운봉 센터장은 “지난해 본원 백승욱 박사를 주축으로 처음 3D 프린트의 분말을 이용해 기존 금속강판보다 수소가스에 더 강한 금속을 제작하는데 성공했다”며 “현재 3D 프린트에 의해 제작된 소재가 내수소취성에 강한 원인 분석을 위해 일본 산업과학기술연구소(AIST)와 공동연구를 추진하고 있다”고 설명했다.

더불어 수소충전소 및 수소인프라 확대에 안전을 최우선으로 생각하고 있는 KRISS는 수소에너지의 민간보급과 안전한 수소사회 건설을 목표로 연구원 자체 연구·개발과제 사업을 수립했다.

수립된 사업은 ‘수소 융·복합충전소 핵심 부품 및 소재 신뢰성 확보를 위한 측정표준 기술 개발’로 올해부터 향후 9년간 진행된다. KRISS는 이번 사업을 통해 최종 개발된 기술을 부품·소재 중소, 중견기업에 제공해 기술력 향상 및 신제품 개발을 도울 계획이다.

특히 대전시가 추진 중인 수소인프라 신뢰성센터 사업과 연계된다는 점에서 기업의 연구개발 비용 및 개발 기간 단축 등 부담감이 줄어들 것으로 판단되며, 시장이 요구하는 기술·정보를 적시에 기업에 지원할 수 있을 것으로 점쳐진다.

이를 위해 KRISS는 전문 연구원들로 구성된 금속 소재·부품분야, 고분자 실링 부품·소재 분야, 순도·유량 분석 및 측정분야 등 3개 분야를 구성했다. 3개 분야를 통해 수소충전소용 부품 및 계측기 글로벌 표준에 대응하겠다는 복안이다.

백운봉 센터장은 “이번 사업은 부품·소재의 기업들이 개발·보급하는 제품의 성능 개선 및 신뢰성을 높이는 것이 핵심”이라며 “무엇보다 대전시가 추진하는 수소인프라 신뢰성센터와 연계하고 더 나아가 충남도의 수소연료전지자동차용 부품 신뢰성 센터와도 연계할 수 있어 국내 수소인프라의 연결고리가 될 수 있다”고 설명했다.