<사진. KISTI 미리안 사진자료
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

호주 최초의 연료전지 자전거 개발

호주의 뉴사우스웨일즈 대(UNSW: University of New South Wales) 연구자들이 2달러의 수소와 한 번의 배터리 충전으로 최대 125킬로미터까지 갈 수 있는, 호주에서 최초인 연료전지 자전거를 제작하였다.

하이사이클(Hy-Cycle)이라고 불리는 이 자전거는 콘도-프랑소와 아구에이-진소우(Kondo-Francois Aguey-Zinsou) 부교수, 화학공학부의 기술자문관(Technical Officer)인 폴 브록방크(Paul Brockbank)를 포함하는 연구팀에 의하여 창안되었으며, 수소 연료전지에 의하여 동력이 공급된다.

수소 연료전지는 페달 밟기에 전기적 도움을 제공하여 자전거 타는 사람이 먼 거리나 언덕을 더 쉽게 갈 수 있게 한다. 이것은 하이사이클을 저렴하고 지속 가능한 운송 선택수단으로 만든다. "런던과 파리와 같은 도시들은 시민들이 직장에 출퇴근하기 위하여 하루에 몇 시간 정도 대여할 수 있는 자전거를 제공하려고 한다. 이러한 도시들은 하이사이클의 주요한 시장"이라고 콘도-프랑소와 아구에이-진소우 부교수가 말했다.

하이사이클의 주된 혁신은 수소를 안전하고 청정한 에너지로 증명한 것이다. "우리 연구실에서 개발하고자 하는 것은 수소를 매우 압축된 방식으로 저장하는 새로운 방법"이라고 콘도-프랑소와 아구에이-진소우 부교수가 전했다. "수소는 가벼운 기체이므로 수소 저장이 문제가 될 수 있다. 그러나 우리가 개발한 재료 및 기술을 이용하여 수소에 대한 안전한 저장 및 사용을 실제적으로 가능케 하였다"라고 콘도-프랑소와 아구에이-진소우 부교수가 덧붙였다.

하이사이클에 사용되는 수소는 페달 근처에 설치된 2.5킬로그램의 용기에 담겨진다. 이 용기는 안장 밑에 위치한 연료전지에 수소를 공급하고, 지속적으로 리튬 이온 배터리를 충전한다. 용기 내부에 있는 표준적인 금속 수소화물(metal hydbride)은 사용자 친화적이고 안전한 수소 저장법을 가능케 한다. 표준적인 금속 수소화물 1킬로그램은 100리터의 수소를 저장할 수 있다.

이제 콘도-프랑소와 아구에이-진소우 부교수와 뉴사우스웨일즈 대(UNSW) 나노스케일 재료 에너지 연구소(MERLin: Material Energy Research Laboratory in nanoscale)의 연구자들은 단지 50그램의 재료를 이용하여 동일한 양의 수소를 저장할 수 있는 수소화붕소(borohydride)를 개발하고 있다. 사이클에 사용되는 수소는 물 100밀리리터 정도의 적은 양으로 만들 수 있다. 물은 산소와 수소로 분해되고, 연료 전지는 전기를 생산하기 위하여 이 수소를 산소와 재결합한다.

그러나 콘도-프랑소와 아구에이-진소우 부교수는 자전거 타는 사람들이 수소를 만들기 보다는 유통망으로부터 교체 용기를 살 수 있는 미래를 상상하고 있다. 연구자들은 수소 동력이 태양 에너지와 같은 다른 신재생 에너지 기술처럼 빛날 수 있는 동일한 기회를 가질 자격이 있다고 믿고 있다. "우리는 지금 준비되어 있으므로, 수소 연료 전지 기술을 활용할 수 있을 때까지 기다리지 말아야 한다"고 콘도-프랑소와 아구에이-진소우 부교수가 주장하였다.

"우리가 취할 수 있고 현실화할 수 있는 다른 많은 신재생 에너지 사용 능력을 보유하고 있는 데도, 호주는 태양에너지에 집중함으로써 많은 훌륭한 기회를 놓치고 있다고 나는 생각한다. 수소 연료 전지 기술은 우리의 후손에게 무제한의 청정에너지 공급원을 제공할 수 있기 때문에 매우 흥미진진한 것"이라고 콘도-프랑소와 아구에이-진소우 부교수가 덧붙였다.

하이사이클은 2014년 9월 6일에 열리는 뉴사우스웨일즈 대(UNSW) 공개일(Open Day) 행사에서 대중에게 선보일 예정이다. 콘도-프랑소와 아구에이-진소우 부교수는 하이사이클을 화학공학 수준에서 잠재적인 실용 응용분야를 보여줄 수 있는 기회로 보고 있다.

최근에 발표된 세계 대학 순위(Academic Ranking of World Universities)에서 뉴사우스웨일즈 대(UNSW)는 공학/기술 및 컴퓨터 과학 부문 42위를 기록하였으며, 호주의 대학교 가운데에서 이 부문 1위를 차지하였다.

"우리는 화학공학이 화학물질을 합성하기 위하여 대형 플랜트를 제작하는 것뿐만 아니라 다른 많은 잠재력을 가진다는 것을 학생들에게 보여주기 위하여 무엇인가를 만들고 싶었다. 그리고 하이사이클은 미래에 좀 더 집중적으로 이용할 수 있고, 현재 우리가 자랑으로 여길 수 있는 새로운 것을 만든 것에 해당된다"고 콘도-프랑소와 아구에이-진소우 부교수가 말했다.

[하이사이클의 기술적 규격]

- 거리: 시간당 20킬로미터로 최대 125킬로미터까지 주행 가능
- 최대속력: 시간당 35킬로미터
- 배터리: 연료전지 및 수소 용기에 의하여 지속적으로 충전되는 518와트시(Wh)의 리튬이온 배터리. 배터리 자체는 주 전원에서 6시간 내에 충전될 수 있다.
- 연료전지 전력: 100와트
- 용기: 738와트시(Wh)의 용량. 30초 내에 새로운 용기로 교환될 수 있다.

■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr