레이저용접으로 생산성·품질 향상 기여

개질기 생산 핵심공정기술 ‘용접’ 
내부 간소화·내구성 확보에 주력

2007년부터 ㈜에스퓨얼셀과 협력
5㎾ 개질기 年 200대 생산 규모

[가스신문=남영태 기자] 연료전지시스템의 핵심 부품중의 하나로 꼽히는 연료변환장치(이하 개질기)의 생산성 및 효율향상을 위해 뿌리산업인 ‘용접’으로 묵묵히 생산, 보급하고 있는 기업이 있다. 특히 이 기업은 레이저용접 기술을 도입, 개질기의 생산성 및 내구성 향상, 원가절감을 도모하고 있다.

㈜지스(JIS·대표 김인호)는 수년간 축적된 용접기술과 개질기 생산 경험으로 최근 개질기 분야의 신예(新銳) 기업으로 주목받고 있다.

지난 1월 보림파워텍의 연구소장직을 맡았던 김인호 대표가 대전시 문지동 소재에 새롭게 지스를 벤처기업으로 설립, 현재 에스퓨얼셀의 핵심협력기업으로 개질기를 생산, 보급하고 있다.

이 회사가 생산하고 있는 에스퓨얼셀의 5㎾ 고분자전해질연료전지(PEMFC)용 개질기는 국산화가 완료된 제품이다. 이에 현재 지스는 준양산화를 위해 연간 200대를 생산할 수 있는 라인을 구축했다.

특이 이 회사는 연료전지 개질기 생산에 있어 무엇보다 고도화된 용접기술에 중요성을 강조하고 있다. 가정용 및 건물용 연료전지의 경우 수소 인프라의 부재로 인해 아직 수소를 직접 사용하지 않고 고온의 운전에서 도시가스·LPG를 개질해야 하는 PEMFC의 특성 상 무엇보다 용접기술이 중요하다는 이유에서다.

또 타 구조물과는 달리 용접구조물은 초기에 완벽한 검증이 이루어지지 않으면 연료전지 운전 중 개질기 모양의 변형, 용접부 파괴 등의 문제가 발생하기 때문에 용접기술이 가장 중요하다는 것이다.

지스 김인호 대표는 “연료전지 개질기는 가스를 변환시켜야 하기 때문에 가스누출 등이 발생하지 않도록 제작 과정에서 많은 검증을 진행해야 한다”면서 “또한 유사 시 원인을 즉각 파악할 수 있도록 현재 개질기 내부를 간소화시킬 수 있는 작업을 에스퓨얼셀과 진행하고 있다”고 설명했다.

따라서 이 회사는 완벽한 연료전지 개질기를 생산하기 위해 그간 티그용접(Tungsten Inert Gas Welding)으로 진행했던 생산 방식에서 레이저용접(Laser Welding)기술을 도입했다.

그간 티그용접으로 생산된 개질기는 수작업으로 진행되다 보니 작업자에 따라 변형 등의 문제가 발생해 품질 재현성 확보가 어려워 연료전지 보급 및 사후관리에 걸림돌로도 적용돼 왔다.

이에 이 회사는 자동화시스템으로 진행돼 개질기 변형이 없어 품질 재현성 확보에 용이한 레이저용접으로 품질의 균일화 등을 실현, 연료전지 시장 활성화에 이바지 하고 있다.

실제 지스의 레이저용접을 통해 개질기 생산과정을 지켜본 결과 개질기 내부 구성품인 원형구조물을 용접하는데 약 2~3초의 시간이 소요됐다. 또 티그용접을 통해 생산된 개질기 구조물과 레이저용접으로 제작된 구조물을 비교했을 때 티그용접은 변형이 일어난데 반해 레이저용접방식은 변형이 거의 발생하지 않은 것으로 확인됐다.

김인호 대표는 “이러한 레이저용접을 통해 현재 에스퓨얼셀과 PEMFC용 개질기의 성능·생산성·내구성을 더욱 향상시킬 수 있는 방안을 고심하고 있다”며 “연료전지 보급에 있어 가장 걸림돌인 가격저감을 위해 개질기 분야에서 원가를 절감시킬 수 있는 방안도 마련할 것”이라고 설명했다.

한편, 지스는 향후 연료전지시장 성장에 따른 개질기 대량 생산을 위해 인근 기업체에 용접기술을 교육하는 등 차세대 인력양성도 나서고 있다. 또한 향후 수소충전소와 관련된 금속 가공품도 생산해 수소충전 인프라 확대에도 기여할 계획이다.