국내 최초 수소액화기술 개발…관련산업 획기적 변화 예고

▲ 김서영 박사(좌)와 나타니엘 가르세유(Nathaniel Garceau) 연구원.

현재 수소를 저장하고 운반하기 위해서는 고압의 수소가스를 압력용기에 저장해 공급하거나 수소저장합금에 수소를 흡착해 공급하는 방법이 사용된다. 그러나 수소가스를 냉각해 액체수소 형태로 공급할 경우 부피와 무게대비 가장 많은 양의 수소를 저장할 수 있어 기체상태보다 매우 효과적이다.

 

“액화기술은 신기술이 아니며 이미 미국 등 우주항공기술이 발달된 국가에서는 로켓의 연료 등으로 다양하게 이용되고 있지만 첨단우주기술이나 군사전용기술로 지정돼 몇몇 국가의 독점기술로 보호되다보니 기술의 범용성을 띠지 못하고 있다” 김서영 박사는 액화수소를 설명하며 말을 이었다. 김 박사는 “수소를 액체로 만들기 위해서는 영하 253도 이하로 냉각시켜야 하는데 이 과정에서 고 난이도 액화냉각기술과 초진공 단열기술이 필요하지만 관련기술이 까다로워 액체수소 생산과 공급이 이뤄지지 못했던 것”이라고 국내 기술현황을 설명했다.

 

김서영 KIST 도시에너지시스템연구단 박사는 최근 국내 최초로 수소액화기와 액체수소의 저장, 이송기술을 개발했다. 곧 이어 KIST의 승인을 받아 ‘하이리움 산업’이라는 벤처기업을 설립하고 기술의 상용화를 추진하고 있다.

 

김 박사는 “기술을 상용화 할 경우 기존에 알려진 로켓연료뿐만 아니라 무인항공기 및 연료전지차 연료, 저온초전도체 활용, 반도체 공정의 고순도 수소공급 등 산업적 파급효과가 매우 크게 나타날 것”이라며 “대용량의 수소액화기 개발과 저장용기의 기화손실률을 제로로 만들 수 있는 기술을 추가로 개발해 액체수소의 생산 및 이송단가를 낮춰야 하는 과제가 남아 있다”고 말했다.

 

추가적인 연구개발과 이를 위한 설비투자 등이 필요하지만 충분한 상업적 경쟁력을 지니고 있음을 강조한 것. 김 박사는 “빠른 시간 관련기술을 보완해 국내 산업전반에 액화수소를 공급하고 급속히 성장하고 있는 무인항공기시장에서 핵심기술로 부각되는 액화수소 연료전지파워팩을 개발해 전세계 시장에 뛰어들 것”이라고 자신했다.

 

김 박사는 이미 여러 업체에서 관심을 보이고 있다고 말한다. 그는 “개발 소식 이후 고순도 수소가스 및 저장용기를 취급하는 업체들과 자동차, 조선 등 연료전지 구동시스템을 연구하는 기업들의 문의가 높은 것이 사실”이라고 말했다.

 

구체적인 상용화계획에 대해서도 김 박사는 “내년에 10ℓ급/h의 액화가 가능한 액화기를 제작하고 2년 이내 500ℓ급/h 중형 액화기를 개발할 계획”이라고 설명했다. 김 박사는 이를 위해 현재 3인으로 구성된 하이리움산업 연구원을 올해 중 4명을 추가 채용해 연구개발에 나설 계획이다.

 

국내 최초로 수소액화기술과 저장, 이송기술을 개발하고 본격적인 상업화 준비에 나선 김 박사팀은 산업적 효과뿐만 아니라 국가에 기여하는 측면에서의 자부심도 함께 내비쳤다.

 

김 박사는 “몇 년전 일본의 액화수소 우주발사체에 우리나라 위성이 실려서 올라간 사실을 잘 알고 있을 것”이라며 “우주개발 선진국에서 기술이전을 꺼리는 대표적인 액화수소기술을 우리 손으로 개발했다는 점에서 의미가 크며 나아가 경쟁업체대비 우수한 기술경쟁력을 바탕으로 새로운 시장을 창출, 국가의 창조경제에도 이바지할 것”이라고 말했다.

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