한국원자력연구원(원장 양명승)은 현대자동차와 공동으로 친환경 자동차 동력원으로 주목받고 있는 수소 연료전지의 성능을 자동차의 주행상태와 유사한 조건에서 실시간으로 평가할 수 있는 ‘수소 연료전지 실증장치’를 구축, 본격 가동에 들어갔다. 원자로를 이용해 연료전지의 성능을 실증할 수 있는 장치 구축은 미국 국립표준기술연구소(NIST)와 펜스테이트대학(PSU), 스위스 파울셰러연구소(PSI)에 이어 세계에서 4번째다.
연구용 원자로 하나로(HANARO)에 구축한 이 장치는 수소 연료전지 중에서도 에너지 변환 효율이 높고 환경친화적인 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)를 자동차 운전중과 동일하게 전기 생성 반응이 일어나도록 한 뒤 중성자 영상법을 통해 전지 내부에서 일어나는 현상을 실시간으로 관찰할 수 있다.
한국원자력연구원과 현대자동차는 하나로의 중성자영상장치(NRF)에 수소 발생장치와 산소 공급을 위한 외기 흡입장치, 안전성 확보를 위한 수소 검출기 등으로 구성된 ‘수소 연료전지 실증장치’를 구축, 자동차 주행중처럼 실제 전기를 생산하는 과정에서 연료전지 내부의 물의 거동과 분포를 실시간으로 관찰할 수 있게 했다. 이 장치를 통해 생성된 중성자 영상은 연료전지 내부의 물의 양과 분포를 정확하게 가시화함으로써 수소-산소 비율 최적화, 수소-산소 주입시 가습량, 온도 및 압력 변화 등을 통한 연료전지의 성능 향상과 설계 개선에 기여할 전망이다.
심철무 한국원자력연구원 중성자과학연구부 책임연구원은 “PEMFC는 최근 친환경 자동차로 각광받고 있는 하이브리드 자동차의 뒤를 이을 수소 연료전지 잗동차의 핵심기술”이라며 “‘수소 연료전지 실증장치’를 통해 국가 거대 과학시설인 하나로를 차세대 연료전지 기술 개발에 적극 활용할 수 있게 됐다”고 말했다. 대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr