한국철도기술연구원(원장 사공명)이 철도 모빌리티를 위한 액화수소 공급시스템 기술을 개발했다. 9일 충남 당진 소재 시험장에서는 이를 기반으로 만든 액화수소 추진 하이브리드 추진시스템 시연회를 열기도 했다.
이번에 개발한 '온보드(일체형) 액화수소 저장.공급시스템'은 단열·기화 성능을 극대화하고, 일체형 설계로 소형·경량화를 이뤘다.
극저온 액화수소를 장시간 안전하게 보관하기 위한 케블라 소재 활용 고단열 저장용기, 효율적인 기화·압력제어를 통해 연료전지에 안정적으로 기체를 공급하는 기화시스템으로 구성된다.
또 영하 253도 극저온 액화수소를 상온 기체수소로 빠르게 변환하고, 12~17바(bar) 범위에서 압력을 제어해 연료전지에 공급하는 액화수소 공급기술을 담았다.
개발 시스템은 또 세계 최초로 100킬로와트(㎾)급 연료전지 4대를 병렬 제어하는 구조로 구성된다. 이와 함께, 300㎾급 전압 안정화 장치(DC-DC 컨버터) 2기, 150㎾h 배터리팩 2기, 온보드 일체형 액화수소 공급시스템, 600㎾ 부하장치 등으로 구성했다. 향후 부하 변동 시험과 고장 대응 시험 등 다양한 성능 시험을 계속 수행할 예정이다.
개발 시스템은 수소트램 적용 뿐만 아니라 노후 디젤열차 액화수소 추진시스템 전환 역시 앞당길 수 있을 것으로 기대된다. 기존 수소열차 1회 충전 최대 주행거리 600㎞를 2배 이상 향상할 수 있을 것으로 기대된다.
연구책임자인 김길동 철도연 수석연구원은 “액화수소 기술은 기존의 기체수소와 비교할 때 저장, 수송에서 획기적인 개선을 가져올 뿐만 아니라, 철도 적용 시 빠른 충전과 장거리 운행에 강점이 있다”며, “향후 해당 분야 규제 개선과 함께 수소 전기트램 차량에 우선 적용해 운행 효율성을 검증하고, 실용화 연구를 지속 확대하겠다”고 밝혔다.
사공명 철도연 원장은 “이 시스템을 통해 철도와 선박 등 대용량 연료를 사용하는 모빌리티 분야에서 액화수소 활용 가능성이 크게 확대될 것으로 기대한다”며, “탄소중립과 기후변화 대응을 위한 다양한 K-수소철도 기술 개발에 더욱 힘쓰겠다”고 말했다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
