한국기계연구원이 영하 183℃ 이하의 극저온 터보 팽창기를 국내 최초로 개발하며 대체 에너지 저장 기술의 큰 도약을 이뤘다. 이번 개발로 수소와 천연가스 등의 대체 에너지를 극저온 상태에서 보다 효율적으로 저장할 수 있는 기술이 국산화되었으며, 해외 의존도를 줄이는 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다.

 

임형수 책임연구원이 이끄는 한국기계연구원 에너지저장연구실은 Zero GWP(지구온난화지수 0) 냉매를 사용한 무급유 방식의 극저온 터보 팽창기를 개발하고, 이를 통해 천연가스 액화용 팽창기의 실증 시험을 성공적으로 마쳤다. 이 팽창기는 고압 기체를 임펠러로 팽창시켜 온도를 낮추는 방식으로, 대체 에너지를 액체로 저장하는 데 필요한 장비이다. 연구팀은 임펠러, 베어링, 케이싱 등 핵심 부품을 독자 개발해 영하 183℃ 이하로 냉각하는 데 성공했으며, 이를 통해 대체 에너지 저장의 효율성을 대폭 향상시켰다.

 

지금까지 극저온 터보 팽창기의 대부분을 해외에서 수입해 사용했으나, 이번 기술 개발로 국산화의 가능성이 높아졌다. 기존에 개발된 영하 163℃급 팽창기보다 더욱 낮은 온도를 요구하는 수소 및 천연가스 액화 시스템에 적합한 영하 183℃급 팽창기가 필요했으며, 이번 개발은 이러한 기술적 요구를 충족시키는 성과로 평가된다.

 

 

기존의 팽창기는 베어링에 오일을 공급하는 윤활 방식으로 구조가 복잡했으나, 이번에 개발된 팽창기는 무급유 방식을 적용해 구조가 간단하고 크기가 작다. 이를 통해 소규모 산업 현장에서도 쉽게 적용할 수 있어, 실용성과 경제성이 크게 향상되었다.

 

연구팀은 이번 기술을 바탕으로 수소, 천연가스, 공기 액화용 팽창기를 각각 개발했으며, 이 중 천연가스 액화용 팽창기는 영하 183℃에서 냉동능력 7~10kW의 용량을 구현했다. 현재 상용화 절차가 진행 중이며, 이를 통해 대체 에너지 저장 시장에서의 혁신이 기대된다.

 

임형수 책임연구원은 “대체 에너지를 극저온 상태로 액화해 저장하면 에너지 밀도가 크게 증가해 저장 설비의 크기를 획기적으로 줄일 수 있다”며, “이번 기술 개발로 기후변화 대응을 위한 대체 에너지 저장 시스템의 국산화가 가능해질 것”이라고 밝혔다.

 

헬로티 임근난 기자 |