500kW급 해양수소 연료전지 시스템 개발에 대해 어떻게 생각하시나요?

12월 3일 중국과기일보 보도에 따르면 중국 제712해양연구소가 독자적인 지적재산권을 보유한 최초의 500kW급 해양수소 연료전지 시스템을 출시했다.

이 시스템은 선박용 연료전지 발전모듈과 연료전지 모니터링 장치, 유기액체수소 생산장치로 구성돼 있으며, 전체 시스템이 오염이나 배출을 일으키지 않는 것으로 알려졌다. 매우 높은 수소 생산 효율. 운반되는 유기액체 1리터당 50~80g의 수소를 생산할 수 있으며, 신뢰성과 보충 편의성도 매우 우수합니다. 이 수소연료전지는 고급 크루즈선부터 소형 크루즈선까지 다양한 수상 선박에 폭넓게 활용될 수 있는 것으로 알려졌다. 이 수소연료전지는 원래 민간용으로 설계됐지만, 군사적 활용 배경이 강하다는 점은 부인할 수 없다. 수소연료전지는 잠수함의 스텔스 성공에 중요한 역할을 한다고 해도 과언이 아니다.

현재 전 세계 대부분의 재래식 잠수함은 수상 항해 시 디젤엔진을 동력으로 사용하는 동시에 배터리를 충전하며, 수중 항해 시에는 배터리를 동력으로 공급한다. 따라서 디젤엔진을 작동시키기 위해 수시로 수면으로 올라와 공기를 흡입해야 한다. 은폐를 보장하기 위해서는 잠수함이 수중 항해 시간을 늘리고 부상을 피하는 것이 가장 좋습니다. 이로 인해 AIP(공기 불요 추진 시스템)가 탄생하게 되었습니다.

현재 각국의 첨단 재래식 잠수함에는 기본적으로 AIP 시스템이 탑재돼 있어 재래식 잠수함이 공중에서 산소를 얻지 않고도 충분한 전력을 보유할 수 있다. 현재 전 세계에서 사용되는 주요 AIP 기술은 폐쇄 사이클 디젤 엔진, 스털링 엔진 및 연료 전지의 세 가지입니다. 이 세 가지 기술 중 폐쇄 사이클 디젤 엔진은 작업 효율이 낮고 디젤 엔진 자체와 공기 소음이 더 큽니다. 스털링 엔진은 신뢰성이 낮고 작동 효율은 35%에 불과합니다. 또한 소음은 작지만 여전히 일정량의 소음이 발생합니다.

연료전지는 최고 효율이 60%에 달하며 동시에 배기가스와 오염물질도 배출하지 않고 소음도 최소화된다. 따라서 기술적으로 말하면 연료전지는 AIP 재래식 잠수함에 가장 적합합니다. 첨단 제품은 구하기가 쉽지 않은 경우가 많으며, 연료전지는 기술적 요구사항이 높습니다. 가장 큰 기술적 한계 중 하나는 다량의 수소가 필요하다는 점이다. 수소는 가연성과 폭발성이 있어 매우 위험하기 때문에 저장과 운반이 매우 어렵다.

그래서 연료전지 잠수함을 개발한다는 생각은 주로 수소를 안전하게 저장하는 방법을 연구하는 것입니다. 그런데 이번에 중국 연구진이 선상 액체수소 생산장치와 수소를 만드는데 사용되는 유기액체 설계를 가져왔는데, 참으로 기발하다. 이 설계는 잠수함이 대량의 수소 매장량을 운반할 필요를 없애고 대신 자체적으로 보유하게 하여 대량의 수소를 저장해야 하는 기술적 어려움을 우회합니다. 이전까지 전 세계적으로 잠수함 AIP 시스템에 연료전지를 사용한 것은 주로 독일 재래식 잠수함이었으며, 이들 AIP 시스템의 출력은 약 200~300KW 수준이었다. 약 3,000톤급의 재래식 잠수함을 조종하려면 500kW급 수소연료전지만으로도 충분하다는 것을 알 수 있다. 다른 AIP 시스템에 비해 수소 연료전지의 상당한 장점으로 인해, 이 고출력 연료전지의 성공적인 연구는 확실히 새로운 재래식 잠수함 개발에 큰 도움이 될 것입니다.