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부산대 수소선박기술센터 ‘친환경 수소연료선박 R&D 플랫폼’ 시험동 내부. 사진=부산대 제공 |
[대학저널 온종림 기자] 국내 최초·최대의 친환경 수소선박 연구개발 특화 연구기관이 부산항 우암부두 해양산업클러스터에 들어선다.
부산대학교는 수소선박 핵심기자재 개발을 위해 첨단연구설비 50종을 갖춘 ‘친환경 수소연료선박 R&D 플랫폼’을 부산 남구 우암동 해양산업클러스터에 구축하고 성능 검증을 거쳐, 20일 오후 1시 30분 개소식을 갖는다.
이 플랫폼은 부산대 수소선박기술센터가 사업 총괄을 맡아, 국비와 시비, 민자 등 총 405억 원(부산광역시 지방비 88억 원, 산업통상자원부 국비 260억 원, 민자 21억 원, 부산항만공사 부지 임차비 36억 원)을 투입, 지난 2022년 1월 착공해 지난해 12월 완공했다. 4,902.7㎡ 부지에 지상 4층 규모로, 국내 최초이자 최대의 수소선박 핵심장비 성능평가 설비를 선보인다.
친환경 수소연료선박 R&D 플랫폼은 ① 수소 연료저장 및 공급시스템 성능평가 설비, ② MW(Mega-Watt)급 수소연료전지-ESS(에너지 저장) 시스템 성능평가 설비, ③ MW급 전기추진 시스템 성능평가 설비로 구획돼 있다.
플랫폼은 이 세 분야의 기능별 기술개발을 지원하기 위한 전용 시험평가 설비를 갖췄고, 공간적으로는 선박 내에서의 직·병렬 모듈 연결을 상정한 단일 공간 집적화를 꾀했다. 특히 수소 연료저장 및 공급시스템과 관련해서는 기술 난이도가 가장 높은 액화수소저장(영하 253℃)을 대상으로 하는 성능평가 설비를 구축함으로써 글로벌 경쟁력을 갖췄다.
액체수소를 저장하는 용기의 소재나 부품을 대상으로 액체수소 온도에 해당하는 영하 253℃ 초저온 환경에서 강도와 내구성을 평가하는 것인데, 액체수소의 자연기화량을 실시간으로 계측하는 설비를 포함해 저장용기의 효율성 평가를 계측하는 연구설비로는 국내 유일하다.
또한, 수소연료전지의 선박 적용성 검토를 위한 핵심 설비들은 실제 해상환경(선박 운동 및 염수분 조건)을 모사한 환경시험 조건에서 연료전지(스택)의 성능 및 전력품질을 평가할 수 있도록 구성돼 있다.
수소연료전지의 핵심인 MBOP(Mechanical Balance of Plant) 성능 역시 연료전지 가동조건(수소·공기 유량특성, 가습·가열 등)에 맞춘 평가가 가능하고, EBOP(Electrical Balance of Plant) 평가설비는 전력변환과 제어시스템을 대상으로 해상환경에서의 성능평가를 할 수 있기 때문에 산업계의 주목을 받고 있다.
전기추진시스템 성능평가 설비는 MW급 부하시험설비를 갖췄다. 이 설비를 통해 수소연료전지와 에너지저장장치에서 공급되는 전력을 선박추진기에 공급하는 대규모 부하 성능평가를 할 수 있다. HILS(Hardware-in-the-Loop Simulation) 기반 통합 시뮬레이션 설비도 갖춰 시뮬레이션을 통한 수소연료전지 전기추진시스템 가상현실 플랫폼도 동시에 구축하고 있다.
이제명 부산대 수소선박기술센터장은 “친환경 수소 연료선박 R&D 플랫폼은 국내 최초의 수소선박 연구개발 특화 전문 연구기관에 걸맞게 수소연료의 저장부터 공급, 연료전지 동력계 관리, 전기추진 효율화 등 선박용 수소연료 시스템 분야에서 글로벌 경쟁력을 갖췄다”며 “산업계 밀착형 첨단 기술개발을 통해 동남권은 물론 국가경제 발전에 기여하겠다”고 말했다.
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