잠수함 내 연료전지용 수소 직접 생산기술 독자개발…잠항 성능 향상

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 국방과학연구소( ADD)가 독자 개발한 잠수함 연료전지용 메탄올 수증기 개질(改質) 플랜트. 잠수함 내 직접적인 수소 생산을 통해 잠항 성능을 크게 향상시킬 수 있게 됐다. ADD 제공

ADD, ‘메탄올 연료改質 기술’ 통해 고효율 연료전지 탑재 않고 직접 생산

국방과학연구소(ADD·소장 박종승)는 잠수함 내 수소 생산을 통해 잠항(潛航) 성능을 향상시킬 수 있는 ‘잠수함 연료전지용 메탄올 개질(改質) 플랜트 기술’(The technology of methanol reforming plant for submarine fuel cell)을 순수 국내 기술력으로 개발했다고 22일 밝혔다.

‘메탄올 연료개질(fuel reforming)’ 반응을 통해 잠수함 내 수소를 직접 생산에 성공한 것이다. ‘연료개질’이란 연료의 성분에서 화학 구조의 형태를 전환하고 그 과정에서 원하는 재료를 형성하고 추출하는 방법을 말한다.

ADD 관계자는 “최근 전력화되고 있는 잠수함은 잠항시간을 증대하기 위해 고효율 연료전지를 탑재하며, 전지의 연료로 고순도 수소를 사용한다”며 “수소를 저장하기 위해 잠수함 내부에 설치되는 수소저장합금은 무게당 저장효율이 낮고, 별도의 수소 충전 시설을 통해서만 충전이 가능하며 충전 시간이 길다는 단점이 있다”고 설명했다.

ADD는 기존 수소저장합금 방식을 대체할 수 있는 ‘잠수함 연료전지용 메탄올 개질 플랜트 기술’을 독자 개발했다. 이 기술은 높은 비율로 수소를 포함하는 메탄올을 연료로 활용하고, 연료개질 반응을 통해 고순도 수소를 잠수함 내에서 직접 생산하는 기술이다. 이를 적용하면 별도의 수소 충전 시설이 필요 없고 충전 시간 단축이 가능해 잠수함의 잠항시간을 효과적으로 증가시킬 수 있다.

이번 연구는 2018년부터 2021년까지 방위사업청의 핵심기술사업을 통해 수행됐다. ‘잠수함 연료전지용 메탄올 개질 플랜트 기술’은 앞으로 국산 잠수함 성능 향상에 크게 기여할 것으로 보인다. ADD 관계자는 “필요시 민간 선박용 연료전지, 산업용 연료전지 분야 기술이전을 통해 수소경제사회 구축에 핵심적인 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

정충신 선임기자