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온보드 액화수소 저장·공급 시스템/철도연구원 제공

[투데이에너지 신일영 기자] 한국철도기술연구원(철도연)이 철도 모빌리티용 액화수소 저장·공급시스템 기술 개발에 성공하고, 이를 적용한 하이브리드 추진시스템을 공개했다.

철도연은 6월 9일 충남 당진 시험장에서 현대로템 등 철도산업계와 유관기관 관계자 30여 명을 대상으로 액화수소 기반 하이브리드 추진시스템 시연회를 개최했다.

이번에 개발한 '온보드(차량 탑재형) 액화수소 저장·공급시스템'은 액화수소를 차량에 안전하게 저장하고, 이를 연료전지가 사용할 수 있는 기체수소로 변환해 안정적으로 공급하는 기술이다. 차량 탑재를 고려해 소형·경량화 설계를 적용했으며, 단열 및 기화 성능도 높였다.

시스템은 극저온 상태인 영하 253℃의 액화수소를 빠르게 기체수소로 바꾸고, 연료전지가 사용할 수 있도록 12~17bar 범위의 압력을 유지해 공급한다. 철도와 선박 등 대용량 모빌리티 분야 적용을 목표로 개발됐다.

또한 개발된 하이브리드 추진시스템은 세계 최초로 100kW급 연료전지 4대를 병렬 제어하는 구조를 채택했다. 여기에 300kW급 DC-DC 컨버터 2기와 150kWh 배터리팩 2기, 온보드 액화수소 공급시스템, 600kW 부하장치 등을 결합해 시스템을 구성했다.

철도연은 앞으로 부하 변동 시험과 고장 대응 시험 등 다양한 성능 검증을 지속적으로 수행할 계획이다.

다만 국내에는 액화수소 활용을 위한 세부 법령이 아직 마련되지 않아 규제 샌드박스를 통한 실증이 진행되고 있다. 철도연은 2023년 정부 승인을 받은 데 이어 산업통상자원부와 한국가스안전공사의 안전관리계획 승인도 완료했으며, 이에 따라 액화수소 저장탱크부터 DC-DC 컨버터, 부하기까지 연계한 추가 성능 검증을 실시할 예정이다.

이번 연구는 국가과학기술연구회 산하 철도연 기본사업인 '온보드 액화수소 공급시스템 소형·경량화 기술 개발'을 통해 수행됐다.

철도연은 이번 기술이 수소트램뿐 아니라 노후 디젤열차의 액화수소 추진시스템 전환에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 기존 수소열차의 1회 충전 최대 주행거리인 약 600km를 2배 이상 향상시킬 수 있을 것으로 전망했다.

연구 책임자인 김길동 철도연 수석연구원은 "액화수소 기술은 기존 기체수소보다 저장과 수송 효율이 뛰어나고, 철도 분야에서는 빠른 충전과 장거리 운행에 강점이 있다"며 "향후 관련 규제 개선과 함께 수소전기트램에 우선 적용해 운행 효율성을 검증하고 실용화 연구를 지속 확대하겠다"고 밝혔다.

다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)