한국기계연구원 친환경에너지연구본부와 현대차·기아 전동화설계센터가 협력해 세계 최초로 암모니아를 고압으로 직접 분사하는 방식의 엔진을 개발했다.

 

이 엔진은 온실가스 배출이 없는 재생 가능한 연료를 활용하여 차량, 선박, 항공기 등 다양한 모빌리티 분야는 물론 산업용 발전기에도 적용 가능할 전망이다.

 

이번에 개발된 엔진은 수소 운반체로 알려진 암모니아를 별도의 분해 과정 없이 직접 연료로 사용 가능하다는 점에서 혁신적이다.

 

 

기존 기체 연료 방식의 출력 불안정성과 유해 배출물 생성 문제를 해결하기 위해 고압 액상 분사 방식을 도입해 안정적인 연료 공급을 가능하게 했다. 이 기술은 순수 암모니아만으로도 세계 최고 수준의 비출력을 달성할 수 있어 추가적인 연소 개선 장치나 첨가물이 필요하지 않다.

 

연구팀은 성능 최적화를 위해 점화장치 개선, 연료 분사 시기 조정, 흡배기 밸브 열림 시기 최적화를 진행했으며, 암모니아 전용 후처리 시스템을 통해 질소산화물과 미연 암모니아 배출량을 최소화했다. 그 결과, 열효율과 출력이 크게 향상되었고 유해 배출물도 대폭 감소했다.

 

 

박철웅 한국기계연구원 책임연구원은 “이번 기술은 기존 암모니아 엔진의 성능을 획기적으로 개선한 신개념 기술로, 모빌리티 동력원과 청정수소 발전 분야에서 새로운 패러다임을 제시할 것”이라고 밝혔다. 현대차·기아 이승우 책임연구원은 “수소 운송 및 그린 수소 생산의 난제를 해결할 수 있는 새로운 청정 연료 기반 동력원으로 자리 잡을 것”이라고 평가했다.

 

이번 연구는 현대차·기아의 용역사업인 ‘암모니아 직분사 엔진 대상 평가’ 과제로 수행됐다. 해당 기술이 실용화되면 온실가스 배출 감소와 더불어 청정 에너지 산업 발전에 기여할 것으로 기대된다.

 

헬로티 임근난 기자 |