[월간수소경제 성재경 기자] 한국가스기술공사가 지난 20일 수소충전 중에 노즐이 얼어붙는 ‘아이싱’ 문제를 질소와 자체 개발한 충전노즐 커버로 해결했다고 밝혔다.

수소 급속충전 시 자동차의 수소탱크 압력과 온도가 상승하는 수소의 특성을 고려하여 국제충전규격인 SAE J2601(수소충전 프로토콜)에서는 안전을 위해 충전 온도를 영하 40℃에서 영하 33℃까지 낮춰 충전하도록 명시하고 있다. 

이로 인해 대기 중의 수분이 노즐에 달라붙어 얼어버리는 아이싱 현상이 발생, 충전노즐이 탈거되지 않아 녹이는 데만 5~10분이 소요되어 수소차 운전자들 사이에 불만의 목소리가 높았다.

찜질팩이나 온수로 녹이거나, 수건을 감싸거나 드라이어를 쓰는 등 온갖 방법으로 아이싱 문제를 해결하고 있지만, 뚜렷한 대책은 없는 실정이다.

현장에서는 간편하다는 이유로 고온의 공기를 충전노즐에 직접 분사하는 방식을 많이 쓰지만, 연소의 3요소인 점화원(스파크), 가연물(수소), 산소(공기)가 동시에 한 곳에 존재할 경우 폭발의 위험성이 있다. 

이런 위험성을 줄이기 위해 공기 대신 질소를 쓰는 것이 가장 이상적이나, 질소탱크의 잦은 교체와 유지비용으로 그동안은 상용화가 어려웠다.

이에 가스기술공사는 공기 중 질소를 분리해 사용하는 질소발생장치와 아이싱을 원천적으로 방지할 수 있는 충전노즐 커버를 새롭게 개발했다.

공동연구로 개발된 질소발생장치는 공기 중의 질소를 사용, 질소 농도 98% 이상, 노점 영하 40℃의 고품질 질소를 공급할 수 있으며, 기존의 잦은 탱크 교체로 인한 번거로움이 없다. 

특히 공기 유입을 차단해 안전성을 확보할 수 있고, 기존 고온의 공기를 사용하는 방식보다 설치나 운영(전력, 유지보수) 비용이 저렴하다. 

또 아이싱을 방지할 수 있는 충전노즐 커버는 대기 중의 수분이 충전 노즐에 달라붙어 어는 현상을 원천 차단하는 구조로 설계되어 현재 특허출원이 진행 중이다. 이 커버는 구형과 신형 충전노즐에 모두 장착할 수 있다.

실제 현장 테스트에서 수소 차량을 연속으로 충전하더라도 한 번에 쉽게 탈거가 되어 수소충전소 사업주와 수소차량 운전자의 만족도가 매우 높았다.  

현재 질소발생장치와 충전노즐 커버는 청주(오창) 수소충전소에 설치되어 운영되고 있으며, 1개월간 시범운영을 통해 문제점을 보완했다. 가스기술공사가 건설 중인 충북, 경기도 권역 수소충전소에 적용할 방침이다.