폭발 위험 없는 일진복합소재 수소탱크, 친환경차 시장서 각광

일진복합소재가 개발한 수소연료탱크가 뛰어난 안전성을 바탕으로 차세대 친환경차 시장에서 각광받고 있다. 

특히 고온·외부 충격 등에 강해 파손 위험이 낮다. 이음새가 없고 플라스틱 소재에 탄소섬유를 감아 만들어져 탱크가 파손되더라도 찢어지면서 수소를 배출해 폭발 위험이 없다. 

30일 업계에 따르면 일진복합소재는 수소연료탱크, CNG가스탱크 등 플라스틱 복합소재 연료탱크 전문기업으로, 국내 최초로 CNG 차량용 복합소재 연료탱크(TYPE-4)를 개발한 기술과 경험을 바탕으로 수소전기차용 '수소연료탱크' 개발에 성공했다.

회사가 개발한 연료탱크는 고강도 플라스틱 복합소재에 탄소섬유를 감아 제작하는 방식이다. 기존 철제 TYPE1 연료탱크와 비교해 무게는 60% 이상 가볍고 10배 이상의 강도를 갖췄다.

또한 탄성이 있어 충격에 강하고 고압으로 인해 파손될 경우 파편이 발생하는 금속탱크와 달리 찢어지면서 수소를 빠르게 배출한다.

고압연료탱크는 소재에 따라 TYPE1, TYPE2, TYPE3, TYPE4로 구분된다. TYPE1은 알루미늄이나 철을 용접해서 제작, TYPE2는 금속탱크의 몸통을 유리섬유로 보강해서 제작, TYPE3는 알루미늄 탱크 전체를 탄소섬유로 보강해서 만든다.

고강도 플라스틱 재질의 원통에 바닥과 뚜껑을 융착시켜 연료탱크 형태로 만든 후 탄소복합소재를 감아주고 건조해 완성한다. 

여기에 일진복합소재만의 독자기술인 탄소섬유 등에 에폭시·열가소성 수지 등을 합침시켜 만든 탄소복합소재를 필라멘트 와인딩 공법으로 감아 강도와 안전성을 높였다. 고압에 강하며 큰 충격을 받더라도 터지지 않고 '피식'하는 소리와 함께 수소가스가 새어나도록 만들어졌다.

수소연료탱크는 파열·내압·방폭·화염·기밀 등 25개 항목의 국제기준 및 테스트를 통과해야 출하될 만큼 까다로운 국제안전기준을 충족해야 한다. 

일진복합소재 수소탱크는 통상 1750~1900바(압력측정단뒤)까지 견딜수 있으며 용광로나 수심 7000m 고압에서도 폭발하거나 터지지 않는다.

또한 고밀도 플라스틱 소재를 탄소섬유로 감싸 충격에 강하며 차량 충돌 사고 수준의 외부충격에는 충분히 견딜 수 있다. 탄소섬유는 유리섬유로 다시 한번 감싸 외부로부터 충격을 완화시켜주기 때문에 외부충격을 받고 연료탱크가 폭발을 일으킬 가능성은 없다.

더불어 고온에서 12분 정도 노출되면 자동으로 연료를 배출하며 배출되는 연료는 대기중으로 빠르게 확산된다. 밸브가 작동하지 않을 경우에도 연료탱크 내화성이 강해 800~900도에서 50분 가량 견딜 수 있다.

한편 일진복합소재는 국내 유일 수소연료탱크 양산기술을 보유하고 있으며 2014년 현대차의 투싼 수소전기차에 연료탱크를 공급한데 이어 넥쏘에도 연료탱크를 독점공급하고 있다. 이를 위해 전용 생산라인을 구축하고 안전시험 공정도 마쳤다. 또한 평창 동계올림픽 기간 시범 운영된 수소전기버스에도 수소연료탱크를 공급한 바 있다.

회사 관계자는 "정부의 수소경제 활동화 로드맵에 맞춰 2022년까지 산업 전반에 수소용기를 보급하고 세계 최고 수준의 수소용기 생산성을 확보하겠다"고 말했다.