전기연, 액체수소 생산·안전 평가 원스톱 시스템 개발

한국전기연구원이 친환경 에너지로 주목받는 액체수소의 생산능력과 안전밸브 성능평가를 한 번에 수행하는 원스톱 시스템을 개발했다고 31일 밝혔다.

현재 일부 고속도로와 항구, 수도권에 설치돼 친환경 산업 실증이 진행 중인 액체수소는 연료로 사용 시 탄소가 발생하지 않기에 완전한 청정연료로 꼽힌다.

또 상온에서 기체 상태로 존재하는 수소를 액화하면 부피가 800배 줄어들면서 더 많은 양을 효율적으로 운반·사용할 수 있게 된다.

다만 액체 상태를 유지하기 위해서는 영하 250도 이하의 극저온 상태를 유지해야 하고, 수소는 폭발 위험성이 있기에 고가의 안전 시스템이 구축되어야 한다.

특히 탱크 내부 압력이 너무 강해지면 대형사고로 이어질 수 있어 자동으로 수소를 방출하는 안전밸브가 필수적이다.

일례로 고압 수소탱크의 압력은 평균 700bar에서 850bar를 넘나드는데, 이는 1㎡(제곱미터) 면적을 7만t에서 8만 5000t의 무게로 누르는 힘과 같다.

그러나 국내에는 아직 액체수소 인프라가 완전히 구축되지 않았기에 제품 품질 관리와 성능 평가 시스템이 미비한 상태다.

액체수소 생산 및 안전밸브 평가 원스톱 장치 [전기연구원 제공]

이에 전기연은 안전밸브 부품 평가를 위해 실제 액체수소 생산 시설까지 이동할 필요 없이 현장에서 바로 액체수소를 생산하고 부품을 테스트할 수 있는 장치를 개발했다.

해당 장치를 사용하면 3t 규모의 액체수소 탱크 트레일러용 안전밸브의 성능을 평가할 수 있으며, 다양한 장소에서 사용할 수 있는 이동식으로 설계됐다.

전기연은 향후 추가 실험을 통해 더 큰 압력 상황과 대규모 탱크 트레일러 실험이 가능한 장치를 개발한다는 방침이다.

전기연구원 고락길 수소전기연구팀장은 "현재로서는 국내와 해외를 막론하고 실제 액체수소 환경에서 안전밸브 성능평가가 제대로 진행되지 못하는 상황"이라고 말했다.

이어 “액체수소 생산부터 밸브 평가까지 한 번에 가능한 장치가 국산화되면 국내 산업 경쟁력이 크게 향상될 것”이라고 덧붙였다.