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탄소배출 없는 수소연소엔진…“탄소중립 수단 다변화”
전효재 기자|storyta1@kidd.co.kr
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탄소배출 없는 수소연소엔진…“탄소중립 수단 다변화”

한국자동차연구원, ‘직접분사식 수소 연소 엔진’ 기술 소개

기사입력 2023-12-10 13:45:40
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탄소배출 없는 수소연소엔진…“탄소중립 수단 다변화”
참관객에게 설명하는 이서원 한국자동차연구원 연구원

[산업일보]
한국자동차연구원(이하 자동차연구원)이 ‘2023 대한민국 산업기술 R&D대전’에서 국책과제로 연구 중인 ‘직접분사식 수소 연소 엔진’을 소개했다.

수소 엔진은 수소를 연료로 사용하는 내연기관이다. 탄소 배출이 없고 전통적인 자동차 엔진과 구조가 비슷하다. 검증된 엔진 기술을 기반으로 화석연료를 무탄소 연료로 즉시 대체할 수 있는 것이다.

하지만 연소와 출력 문제 등 해결 과제가 남아있다. 수소 연료를 공기와 혼합해 연소시키면 기체 상태인 수소가 많은 공간을 차지해 연소실로 들어가는 공기가 줄어든다. 엔진 성능이 떨어질 뿐 아니라 불꽃이 역행하는 ‘역화’ 문제도 발생한다.

한국자동차연구원은 실린더에 고압의 수소 연료를 연소실에 직접 분사해 역화 문제를 해결했다. 내연기관의 출력을 높이기 위해 외부 공기를 연소실로 불어넣는 ‘터보 차저’도 업그레이드했다.
탄소배출 없는 수소연소엔진…“탄소중립 수단 다변화”
직접분사식 수소 연소 엔진

이서원 한국자동차연구원 연구원은 “수소는 휘발유보다 연소에 필요한 공기가 2배 이상”이라면서 “기존보다 강력한 터보 차저를 장착해 부족한 공기량을 확보했다”라고 설명했다.

이어 “가솔린 엔진과 비교해 95% 효율 수준을 목표로 한다”면서 “액화수소 시스템이 정립돼 충분한 연료를 저장할 수 있다면 가솔린 엔진처럼 충분한 주행 거리를 확보할 수 있다”라고 말했다.

또한 “탄소 배출이 없는 것이 수소 엔진의 가장 큰 장점이고, 배터리로 모든 동력을 감당할 수 없는 항공, 철도, 선박에도 적용할 수 있다”면서 “탄소중립 수단을 다변화하는 의미가 있다”라고 밝혔다.
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