기계연-현대차, 승용차용 수소엔진 국내 첫 개발

[아이뉴스24 최상국 기자] 자동차용 '수소엔진'이 국내 처음으로 개발됐다.

7일 한국기계연구원(원장 박상진)과 현대기아자동차(회장 정의선)는 수소연료만 100% 사용하는 ‘직접분사식 수소엔진’을 개발했다고 발표했다.

기계연·현대차 공동연구팀은 기존 현대자동차 하이브리드 차량 엔진에 수소를 30배 기압 이상의 압력으로 연소실 안에 직접 분사하고, 엔진의 성능을 높이는 터보차저를 이용해 세계 최고 수준의 성능을 구현했다고 밝혔다.

수소를 실린더 안이 아닌 상단의 흡기 포트로 분사해 공기와 혼합한 후 연소시키는 기존의 ‘포트분사식' 수소엔진은 기체 상태인 수소연료가 차지하는 공간 때문에 연소실에 공기 유입이 줄어들어 효율성이 떨어지고, 수소연료와 공기의 역화로 인해 엔진성능이 감소하는 문제가 있었다.

반면 ‘직접분사식' 수소엔진은 고압의 수소연료를 연소실에 직접 분사하기 때문에 역화 문제를 원천적으로 해결하고 열효율을 극대화할 수 있어 출력 성능을 향상시키고 유해 배출물을 동시에 줄일 수 있다.

연구팀은 이번에 개발한 수소엔진은 가솔린 엔진 대비 이산화탄소(CO2) 배출은 99%, 미세먼지 배출은 90% 줄일 수 있으며, 자동차 배기가스를 정화하는 후처리 장치 없이도 질소산화물(NOx) 배출을 15ppm이하로 줄일 수 있고, 최대 40%의 높은 열효율을 달성했다고 설명했다.

최영 기계연 모빌리티동력연구실장은 “개발된 수소엔진 기술은 자동차의 주 동력원인 화석연료를 무탄소 수소연료로 대체할 수 있는 즉각적이고 경제적인 기술로서 의미가 크다”며 “현대차와의 협업을 통해 내구성 검증과 더불어 승용을 넘어 상용 자동차 및 발전용 동력장치에 확대 적용하고, 지속적인 무탄소연료 동력기술 연구개발을 통해 탄소중립 실현에 앞장서도록 하겠다”고 밝혔다.

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