[세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국기계연구원은 국내 최초로 영하 183℃ 이하급 극저온 터보 팽창기를 개발했다고 14일 발표했다.

이번 기술 개발은 수소와 천연가스 등 대체 에너지를 극저온 상태에서 효율적으로 저장할 수 있는 새로운 전환점을 제시하며, 국내외 극저온 냉각 시스템 시장에서의 해외 의존도를 크게 줄일 것으로 기대된다.

기계연 에너지저장연구실의 임형수 책임연구원은 지구온난화 지수 제로(Zero GWP) 냉매를 이용한 무급유 방식의 극저온 터보 팽창기를 개발하고, 천연가스 액화용 팽창기의 실증 시험을 마쳤다.

극저온 터보 팽창기는 고압 기체를 임펠러로 팽창시켜 온도를 낮추는 원리를 활용해 수소, 천연가스, 공기를 액화 저장하는 데 필요한 장비로, 해당 장비의 국산화는 대체 에너지의 저장 효율을 한층 더 높일 것으로 보인다.

연구팀은 영하 183℃ 이하의 극저온 상태로 냉각하기 위해 임펠러와 무급유 베어링, 축, 케이싱 등 부품을 독자적으로 개발했다. 그 결과, Zero GWP 냉매인 네온을 상온에서 영하 183℃로 냉각하는 데 성공했다. 기존의 팽창기는 윤활을 위해 별도의 오일 공급 장치가 필요했으나, 이번에 개발된 팽창기는 구조가 간단하고 소형화가 가능해 소규모 산업 현장에서도 손쉽게 적용할 수 있다.

연구를 통해 개발된 천연가스 액화용 팽창기는 영하 183℃에서 냉동 능력 7~10kW를 제공하며, 현재 기업과 함께 상용화 절차를 진행 중이다.

임형수 책임연구원은 "대체 에너지를 극저온 상태의 액체로 저장하면 에너지 밀도가 크게 증가해 저장 설비 크기를 획기적으로 줄일 수 있다"며 "이번 기술 개발로 기후변화 대응을 위한 대체 에너지 저장 시스템의 국산화가 가능할 것"이라고 말했다. 

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