[충남일보 박진석 기자] 한국가스기술공사는 수소충전소의 고질병인 충전 노즐 아이싱 문제를 질소와 자체 개발한 충전 노즐 커버로 해결했다.

21일 가스기술공사에 따르면 노즐 아이싱이 발생하는 원인은 수소 급속 충전 시 자동차의 수소탱크 압력과 온도가 상승하는 수소의 특성을 고려해 국제 충전 규격인 SAE J2601(수소충전 프로토콜)에서는 안전을 위해 충전 온도를 –40℃ ~ –33℃까지 낮춰 충전하도록 명시하고 있다.

이로 인해 대기 중의 수분이 노즐에 달라붙어 얼어버리는 현상이 발생해 충전 노즐이 탈거되지 않아 녹이는 시간에만 5분~10분이 소요돼 수소 차량 구매자들의 불만의 목소리가 높아지고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 각 지역 수소충전소들은 다양한 방법으로 아이싱 문제를 아래와 같이 해결하고 있지만 뚜렷한 대책이 없는 실정이다.

강제로 힘으로 충전 노즐을 탈거 할 경우 수소 차량의 노즐이 손상될 가능성이 있다. 또 운전자가 탑승하고 있을 경우에는 차량 흔들림으로 인해 민원 발생할 소지가 충분하다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 수소충전소에서 사용할 수 있는 방법은 찜질팩, 온수, 건공기를 이용해 충전 노즐의 아이싱을 제거하는 것이다. 이 중 가장 많이 사용하고 있는 것은 고온의 공기를 이용해 수소 충전 노즐에 직접 분사하는 방법으로 간편하면서 효과적이지만 연소(폭발)의 3요소인 점화원(스파크), 가연물(수소), 산소(공기)가 동시에 같은 장소에 존재할 경우 폭발의 위험성이 있다. 폭발 위험성을 줄이기 위해 공기 대신 질소를 사용하는 것이 가장 이상적이나, 질소탱크의 잦은 교체 및 유지비용으로 그동안에는 상용화가 어려웠다.

이에 한국가스기술공사가 공기 중의 질소를 분리해 사용하는 질소 발생 장치와 아이싱을 원천적으로 방지할 수 있는 충전 노즐 커버를 개발해 주목을 받고 있다.

공동연구로 개발된 질소 발생 장치는 공기 중의 질소를 사용함으로써, 질소 농도 98% 이상, 노점 -40℃의 고품질의 질소를 공급할 수 있다. 또 기존의 잦은 탱크 교체로 인한 번거로움이 없고 경제성 또한 탁월하다. 아이싱을 방지할 수 있는 충전 노즐 커버의 경우에는 특허 출원을 진행 중이다. 또 대기 중의 수분이 충전 노즐에 달라붙어 어는 현상을 원천적으로 해결할 수 있는 구조로 개발됐다.

실제 현장테스트에서 수소 차량을 연속으로 충전하더라도 한 번에 쉽게 탈거되는 성과와 함께 수소 충전소 사업주와 수소 차량 운전자의 만족도도 매우 높은 것으로 나타났다.

본 개발품은 폭발 및 화재의 3요소 중 하나인 산소(공기)의 유입을 원천적으로 차단해 수소충전소의 안전성을 확보할 수 있다. 이 뿐만 아니라 기존 방식대로 고온의 공기 사용 대비 설치 및 운영(전력, 유지보수) 비용이 매우 저렴하고 구형과 신형 충전 노즐에 적용할 수 있도록 개발돼 편의성을 극대화했다.

이번에 개발된 질소 발생 장치와 충전 노즐 커버는 현재  청주(오창) 수소충전소에 설치돼 운영되고 있다. 또 1개월간의 시범운영을 통해 문제점을 보완했다. 

한국가스기술공사가 건설 중인 충북 및 경기도 권역 수소충전소에 적용할 예정이다.