스웨즈락코리아 김무송 팀장

 

 

 

수소연료전지 는 에너지 및 전력 원료로서 커다란 가능성이 있다. 수소 연료전지는 운송 및 자재 취급에서 고정, 휴대용, 비상 백업 전원에 이르는 광범위한 애플리케이션에 사용할 수 있다. 수소 연료전지의 유일한 부산물은 물뿐이므로, CO2 배출이 없어 화석 연료의 친환경적인 대안이다. 또한 세계에서 가장 풍부하고 재생 가능한 자원인 수소를 사용한다.

 

 

수소가 깨끗하고 풍부한 자원이기는 하지만, 관리하기에는 까다로울 수 있다. 수소 분자는 극히 작으므로 최소한의 밀폐 결함에서도 누설되어 그 결과로 고체 금속에 투과될 수 있으며, 극단적인 경우에는 재료 결함을 유발할 수도 있다. 이 다기능 가스를 통제하려면 고도로 전문적인 장비와 전문 지식이 필요하다. 이러한 이유로, 수소 연료로 광범위한 전환이 이루어지려면 그러한 전환의 원동력이 될 수소 연료전지에 대한 신뢰성 높은 테스트 기술이 필수이다.

 

개발 중인 솔루션

 

지난 3년 동안, 자동차 산업 분야에서 세계 최대 규모의 독립적인 테스트 및 시뮬레이션 회사인 AVL은 수소 소비량 측정 장치 AVL HyTron을 기반으로 해당 기술 개발을 강력하게 추진해왔다. 이 오스트리아 회사는 시험대에서 실제 조건을 모방하여 진짜 수소 연료 탱크의 동작을 에뮬레이션하는 수소 연료전지 테스트 장비의 선두주자이다. 이 장비는 또한 수소 취성에 대한 저항성이 있으므로, 정확한 압력에서 유량을 제공하고 스택 촉매를 오염시킬 수 있는 누설을 방지한다.

 

효율성 또는 인증 작업에서 HyTron은 과도 및 고정 테스트 도중 정밀한 수소 유량 측정과 함께, 연료전지 시스템의 테스트 및 개발에 필수적인 수소를 정확하고 안정적이며 측정 가능하게 공급하는 기능을 제공한다. 이 솔루션에는 또한 양극에서 필요한 가스 압력을 충족하는 유량 범위여야 하며, 스택 촉매에 영향을 주는 오염 물질을 방출할 수 있는 재료가 포함되지 않아야 한다. 또한, 테스트 대상 장치(UUT)에 대한 수정 또는 수리가 진행 중이라면, 24시간 안전하고 기능 저하 없는 작동을 보장할 수 있도록 질소와 같은 불활성 가스로 공급라인을 퍼지해야 한다.

 

새로운 산업 표준

 

HyTron은 오래도록 디젤/휘발유 연료 OEM에 독점적으로 테스트 장비를 공급해온 역사가 있는 회사의 변화를 나타낸다. 또한, 이는 수소 측정의 기준이 이미 높아지고 있음을 의미한다. “AVL HyTron은 매우 단기간에 개발되었지만 이미 수소 공급 및 수소 소비량 측정의 산업 표준이 되었습니다”라고, AVL의 첨단 측정 기술 사업 부문의 글로벌 세그먼트 매니저인 Gerald Sommer가 말했다.

 

HyTron 프로젝트 매니저인 David Bischo는 “당사 고객들은 전 세계의 주요 OEM 업체이며, 기존 내연기관 테스트 벤치를 수소로 작동하도록 변환해야 하는 과제에 직면하고 있습니다”라며, “안전 즉, 기체상의 폭발성 화학물질을 방지하는 것이 최우선순위입니다. 한편으로는 수소, 연소기관 또는 연료전지로 구성된 전체 시스템의 유효성을 검사하고 인증할 수 있으려면 재현이 쉬운 수소 소비량 측정이 극도로 중요합니다. AVL HyTron이 바로 여기에 적합한 솔루션으로서, 통합 소비량 측정을 통해 테스트 벤치에서 개발 활동에 필요한 가스 공급을 보장하는 산업화된 통합 솔루션입니다”라고 설명했다.

 

 

Swagelok: 신뢰할 수 있는 파트너

 

AVL은 Swagelok Austria와 파트너십을 통해 수소 연료 기술로 더 손쉽게 전환할 수 있었다고 말한다. Sommer는 “Swagelok은 수소 및 수소 호환 부품 분야에서 당사의 신뢰할 수 있는 파트너입니다”라고 말했다. Bischof는 AVL이 Swagelok(Austria)이 보유한 전문 지식을 바탕으로 파트너십을 신뢰하고 있다며, “특히 제품 품질과 관련하여, Swagelok 부품에 대해 극도로 만족스러웠습니다. 고객 시설의 원격 테스트 벤치에서 누설 문제를 겪지 않으려면 연결구를 통제하는 것이 당사에 매우 중요한 요소입니다”라고 언급했다.

 

 

 

“Swagelok을 다른 업체와 차별화하는 요소는 사실상 수소 분야의 노하우와 TÜV 인증 측정 결과입니다.”라고 HyTron 측정 장치를 주로 담당하는 AVL 개발 프로젝트 매니저인 Thomas Rothlaender가 말했다. AVL과 Swagelok Austria는 오랜 역사와 공유하는 가치 및 비즈니스 접근 방식을 포함하여 공통점이 많았으며, 상호 이해, 공통의 목표, 전문 지식 공유가 양사 관계의 핵심 요소였다. “AVL은 Swagelok Austria를 신뢰합니다. 또한, AVL은 Swagelok 제품 자체를 신뢰합니다. 수소 애플리케이션에 사용되는 Swagelok 튜브 피팅은 시스템과 직원의 안전에 필수 요소인 누설 없는 밀폐를 제공합니다.”

 

Rothlaender는 AVL의 관점에서는 장치가 밀폐 상태를 유지하는 것이 극도로 중요하다며, “이는 AVL이 주로 전 세계에 퍼져 있는 수소에 대한 오해를 극복해야 하기 때문입니다. 지금 현재 수소와 관련하여 세계적으로 AVL에게 발생할 수 있는 최악의 상황은 어딘가에서 사고가 일어나는 것입니다. 그렇기 때문에 엄밀한 시스템을 제공하고 고객과 전 세계에 수소가 잘 작동하며, 매일 사용하는 휘발유나 디젤보다 위험하지 않다는 것을 보여주는 것이 더 중요합니다. 당시, Swagelok은 실제로 특히 수소와 관련한 기술을 보장하는 TÜV 인증서를 이미 보유하고 있는 유일한 공급업체였습니다”라고 말했다.

 

 

“Swagelok을 다른 업체와 차별화하는 요소는 사실상 수소 분야의 노하우와 TÜV 인증 측정 결과입니다.”

Thomas Rothlaender

AVL 개발 프로젝트 매니저

 

 

Swagelok Austria는 AVL이 적합한 재료를 선정하고 특히 자동차 산업에 필요한 인증뿐만 아니라 사용 가능한 다양한 튜브 피팅을 공급할 수 있도록 지원했다. Swagelok Austria 지역 영업 매니저인 Sebastian Preiss는 “자동차 산업에 종사할 때, 항상 인증이 가장 큰 문제입니다. 예를 들어 ATEX 또는 3.1 인증과 같이 수소 시스템에 사용하는 재료를 증명하는 데 필요한 몇 가지 인증이 있습니다. 수소를 사용할 때는 특히 Swagelok 재료 중에서 316 스테인리스강이 이상적입니다”라고 말했다.

 

 

고품질 부품과 부품 관리 교육

 

 

Swagelok Austria는 실제 부품 이외에도 AVL 팀이 수소 유체 시스템을 관리하는 방법을 배울 수 있는 주요 교육도 제공했다. Preiss는 “특히 수소를 사용할 때 Swagelok® 튜브 피팅의 취급에 매우 중요한 Swagelok 안전 세미나를 포함하여 수많은 교육을 실행했습니다”라고 말했고, Rothlaender는 “당사에게는 생산 팀이 적절한 교육을 받도록 하는 것이 중요했습니다. 이를 통해 생산 팀과 당사는 시작 단계부터 면밀하게 설계되고 초기에 바로 테스트에 통과할 가능성이 높은 장치를 개발한다는 확신을 가질 수 있었습니다.”라고 밝혔다. 또한 Bischof에 따르면, Swagelok이 제공하는 교육 과정 또한 연결 기술을 최적으로 사용하여 누설을 방지하는 방법 등 Swagelok의 노하우를 당사 생산 공정에 적용하는 데 있어 커다란 이점이었다고 한다.

 

AVL에게 Swagelok Austria와의 파트너십은 HyTron 프로젝트에 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있는 기회였다. Rothlaender는 “AVL은 과거 여러 해 동안 일관적으로 뛰어난 품질을 제공해왔으며, 수소라는 주제를 이해하며, 수소가 다른 어떤 가스와도 다르다는 점을 파악하고 있는 파트너가 있다는 점을 분명히 알고 있습니다. 실제로, 노하우와 부품 모두와 관련하여 처음부터 바로 적합한 지원을 받고 있다는 느낌을 받았습니다. Swagelok이 수소 관련 업무를 처음 진행하는 것이 아니라는 사실을 알 수 있었습니다. 또한, AVL은 그러한 이점을 확실하게 활용했습니다”라고 말했다.

 

“Swagelok이 제공하는 교육 과정 또한 연결 기술을 최적으로 사용하여 누설을 방지하는 방법 등 Swagelok의 노하우를 당사 생산 공정에 적용하는 데 있어 커다란 이점이었습니다.”

David Bischof

AVL 제품 매니저

 

 

또한, 깨끗하고 재생 가능한 수소 연료가 전 세계 에너지 방정식에서 점점 더 큰 부분을 차지함에 따라, 이러한 유형의 경험과 전문 지식은 수소 연료 기술을 더 안전하고 효율적으로 구현하는 데 도움이 될 것이다.