한국기계연구원 모빌리티동력연구실 최영 책임연구원이 수소엔진을 점검하는 모습/사진-한국기계연구원 제공[이승준 기자] 한국기계연구원과 현대기아자동차 공동연구팀이 7일 수소 연료만을 100% 사용하는 '직접 분사식 수소엔진'을 개발했다고 밝혔다.

수소 엔진은 수소연료 전지와 달리 기존 내연기관에 수소를 직접 연소시켜 동력을 얻는 장치로, 지난해 일본 토요타자동차가 먼저 선보였다.

공동연구팀은 기존 현대차 하이브리드 차량 엔진에 수소를 30배 기압 이상 압력으로 연소실 안에 직접 분사했다.

이어 엔진 성능을 높이는 터보차저를 이용해 시동 이후 가속까지 모든 영역에서 높은 열효율로 유지해 안정적인 운전을 구현했다.

연구팀은 "높은 압축비 등을 통해 열효율을 극대화하면서 출력 성능을 향상하고, 유해 배출물을 동시에 줄일 수 있었다"고 설명했다.

이번 수소 엔진은 가솔린 엔진 대비 이산화탄소 배출은 99%, 미세먼지 배출은 90% 줄일 수 있어 유럽의 무공해 자동차 기준을 충족했다.

자동차 배기가스를 정화하는 후처리 장치 없이도 15ppm 이하의 질소산화물을 배출하고, 최대 40%의 높은 열효율을 달성했다고 연구팀은 전했다.

기계연구원은 HD현대인프라코어와 함께 상용차용 수소엔진도 개발하고 있다.

현대자동차는 수소 엔진에 수소연료를 안정적으로 공급하는 전체 시스템을 추가로 개발 중이다.

지난해 수소엔진을 개발한 토요타 자동차는 지난 5월 수소엔진이 장착된 레이싱카 코롤라를 통해 24시간 내구 레이스를 마친 바 있다.

하지만, 청정 수소 에너지 기술은 국내는 물론 해외에서도 아직 경제성 전망이 엇갈리고 있다.

대부분 고순도 수소를 활용해야 하는데, 핵심 정제 과정에 많은 비용이 들기 때문이다.

기계연구원의 최영 모빌리티동력연구실장은 "세계 각국이 탄소 중립 실현을 위한 기술 개발에 뛰어든 상황"이라면서, "수소엔진 기술은 반드시 갖춰야 할 친환경 기술 가운데 하나"라고 강조했다.