국방과학연구소(ADD, 소장 박종승)가 잠수함 내 수소 생산을 통해 잠항 성능을 향상시킬 수 있는 ‘잠수함 연료전지용 메탄올 개질 플랜트 기술’(The technology of methanol reforming plant for submarine fuel cell)을 순수 국내 기술력으로 개발했다.최근 전력화되고 있는 잠수함은 잠항시간을 늘리기 위해 고효율 연료전지를 탑재하고, 전지의 연료로는 고순도 수소를 사용하는 만큼 수소 수요가 많다.
2일 방위사업청에 따르면, ADD는 최근 전력화되고 있는 잠수함이 잠항시간을 증대하기 위해 고효율 연료전지를 탑재하며, 전지의 연료로 고순도 수소를 사용하는 것을 감안해 이 같은 기술을 개발했다고 지난달 23일 밝혔다.
이번 기술은 ADD가 주관하고 조선업체인 대우조선해양이 개발했다.대우조선해양은 시흥R&D캠퍼스에서 ADD에 '잠수함 연료전지용 메탄올 수증기 개질 플랜트'의 인도식을 가졌다지난해 11월25일 밝혔다.대우조선해양은 에이치앤파워, KTE 등 국내 주요 업체들과 손잡고ADD가 보유한 메탄올 개질, 수소 정제, 열원 공급 기술을 기반으로 국내 최초 고압형 메탄올 개질 플랜트를 제작했다
방사청에 따르면, 수소를 저장하기 위해 잠수함 내부에 설치되는 수소저장합금은 무게당 저장효율이 낮고, 별도 수소 충전 시설을 통해서만 충전이 가능하며 충전 시간이 길다는 단점이 있다.
ADD는 기존 수소저장합금 방식을 대체할 수 있는 '잠수함 연료전지용 메탄올 개질 플랜트 기술'을 독자 개발했다. 메탄올을 활용한 연료 개질 방식은 저장 효율이 높아 잠항 운용 능력을 향상키고 장비 설치에 공간 효율이 높으며 연료 수급도 용이하다. 재충전을 위한 별도 설비도 필요 없고 충전 소요 기간도 짧다.
이 기술은 높은 비율로 수소를 포함하는 메탄올을 연료로 활용하고, 연료개질(fuel reforming)반응을 통해 고순도 수소를 잠수함 내에서 직접 생산하는 기술이다.연료개질이란 촉매작용 등을 통해 메탄올의 화학구조를 변화시키는 것을 말한다.
이번 연구는 2018년부터 2021년까지 방사청의 핵심기술사업을 통해 수행했으며 잠수함 연료전지용 메탄올 개질 플랜트 기술은 향후 국산 잠수함의 성능 향상에 크게 기여할 것으로 보인다. 또한 필요 시 민간 선박용 연료전지, 산업용 연료전지 분야 기술 이전을 통해 수소경제사회 구축에 핵심적인 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대된다고 방사청은 밝혔다.
ADD 관계자는 "이 기술을 활용하면 별도의 수소 충전시설이 필요 없고 충전시간 단축이 가능해 잠수함의 잠항시간을 효과적으로 늘릴 수 있다"면서 "민간 선박용 연료전지, 산업용 연료전지 분야 기술 이전을 통해 수소경제사회 구축에 핵심적인 역할을 수행할 수 있을 것"이라고 설명했다.
박태정 기자 ttchung@hanmail.net
