기계연, ‘영하 200℃’ 극저온 냉동기 시스템 실증 성공…국산화 기대

입력 2020-12-17 10:10

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▲브레이튼 극저온 냉동기 시스템 모습이다. (사진제공=한국기계연구원)

국내 연구진이 외산에 의존하고 있는 극저온 냉동기 시스템의 실증에 성공해 국산화 기대감을 키우고 있다.

한국기계연구원은 네온을 작동 유체로 하는 브레이튼 극저온 냉동기 시스템의 원천기술을 확보하고 출력 실증에도 성공했다고 17일 밝혔다. 이 기술을 활용하면 천연가스, 수소가스 등을 더 효율적으로 액화할 수 있다.

기계연 에너지변환기계연구실 염한길 책임연구원 연구팀은 네온가스를 작동 유체로 하는 브레이튼 냉동기 시스템을 개발하고 영하 200℃의 극저온에서 2㎾ 출력 실증에 성공했다. 극저온 생성뿐만 아니라 전체 시스템의 안정성과 수명도 증가했다.

연구팀은 현재 전량 외산 기술로 운용되는 국내 LNG 운반선에 우리 기술로 만든 극저온 냉동기 시스템을 운용할 수 있도록 후속연구를 통해 10㎾ 출력 실증에 도전할 계획이다. 개발된 극저온 냉각기술을 세계 최고 수준의 국산 초전도 케이블 시스템에도 활용함으로써 케이블 코어(core), 극저온 냉각장치, 부대시설은 물론 설치와 운영까지 초전도 케이블 시스템의 토탈 솔루션을 제공할 수 있는 기반도 마련하게 됐다. 아울러 작동온도를 친환경 연료인 수소가스 액화(영하 253℃)에서 천연가스 액화(영하 162℃) 온도까지 확대할 수 있어 LNG 분야의 기술 경쟁력 강화와 수소사회 조기구현에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

염 책임연구원은 “향후 터보압축기, 극저온 팽창기 등의 핵심 기계를 국산화하고 시스템 용량을 출력 10㎾까지 향상해 상용화를 완성하기 위해 노력하겠다”고 말했다.