대체 에너지 저장 기술의 새 지평 열다

한국기계연구원(이하 기계연)이 국내 최초로 영하 183℃ 이하급 극저온 터보 팽창기를 개발해 대체 에너지 저장 기술에서 중요한 전환점을 맞이했다. 이 기술은 수소, 천연가스 등 대체 에너지를 극저온 상태에서 효율적으로 저장할 수 있는 핵심 기술로, 국내외 극저온 냉각시스템 시장에서 해외 의존도를 크게 줄일 것으로 기대된다.

기계연 에너지저장연구실 임형수 책임연구원 연구팀은 Zero GWP* 냉매를 사용한 무급유 방식의 극저온 터보 팽창기를 개발하고, 천연가스 액화용 팽창기의 실증 시험을 성공적으로 마쳤다. 이 기술은 영하 183℃ 이하의 극저온 상태에서 대체 에너지를 냉각해 액체로 저장할 수 있도록 돕는 핵심 장비로, 임펠러, 무급유 베어링, 축, 케이싱 등의 부품을 독자적으로 개발하며 원천기술을 확보했다.

이번 개발로 극저온 터보 팽창기는 기존에 수입에 의존하던 기술을 국산화하는 데 기여했으며, 다양한 대체 에너지 저장용으로 활용될 전망이다. 특히 연구팀은 기존의 영하 163℃급 팽창기보다 더 낮은 온도인 영하 183℃급 냉각을 성공시키며, 수소와 천연가스, 공기 액화 기술까지 적용 범위를 확장했다.

기계연이 개발한 무급유 방식의 팽창기는 기존 윤활 방식과 달리 구조가 간단하고 크기가 작아 소규모 산업 현장에서도 적용이 용이하다. 연구팀은 이를 바탕으로 수소, 천연가스, 공기 액화용 팽창기를 각각 개발했으며, 특히 천연가스 액화용 팽창기는 영하 183℃에서 7~10kW의 냉동능력을 보유해 상용화를 추진 중이다.

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