세계 최초 고압 분사 방식 2리터급 친환경 암모니아 엔진 개발 성공

박철웅 책임연구원이 개발한 암모니아 엔진을 살펴보고 있다.

온실가스 발생이 없는 재생 가능한 에너지원인 암모니아를 연료로 사용하는 2리터급 엔진이 개발됐다. 이 기술은 향후 차량, 선박, 항공용 모빌리티의 동력원과 산업용 발전기 등 다양한 분야에서 핵심 기술로 활용될 전망이다.

한국기계연구원(기계연) 친환경에너지연구본부 박철웅 책임연구원 연구팀과 현대차·기아 전동화설계센터는 세계 최초로 암모니아를 고압으로 직접 연소실에 분사하는 방식의 엔진을 공동 개발했다.

암모니아 직분사 엔진

개발된 엔진은 수소 운반체인 암모니아를 별도 분해 과정 없이 직접 연료로 사용할 수 있다. 이를 통해 기체 연료 방식에서 발생할 수 있는 출력 불안정성과 유해 배출물을 개선했다. 고압 액상 분사 방식을 채택함으로써 대용량 암모니아 연료를 안정적으로 공급할 수 있다. 이를 통해 별도의 연소 개선 장치나 첨가물 없이도 세계 최고 수준의 출력을 달성했다.

연구팀은 점화장치 개선과 연료 분사 시기, 흡배기 밸브 열림 시기 최적화로 성능을 향상시켰다. 또한, 암모니아 전용 후처리시스템을 통해 질소산화물과 미연 암모니아 배출을 최소화했다. 그 결과, 열효율과 출력이 크게 향상됐고 유해 배출물도 대폭 감소했다.

암모니아 엔진 주요 부품

박철웅 기계연 책임연구원은 "이 기술은 기존 암모니아 엔진 성능을 획기적으로 개선한 신개념 기술"이라며, "모빌리티 동력원과 청정수소 발전 등 산업용 발전기 분야의 패러다임을 바꿀 것"이라고 밝혔다.

현대차·기아 이승우 책임연구원은 "수소 운송과 그린 수소 생산의 난제를 해결할 수 있는 새로운 청정연료 기반 동력원으로 자리매김할 것"이라고 전망했다.

연구는 현대차·기아의 용역사업인 '암모니아 직분사 엔진 평가' 과제로 수행됐다.

조준상 기자

june251@industryjournal.co.kr

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