일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.3.18

도요타, 고압의 수소저장모듈 개발
배터리처럼 탈부착해서 사용할 수 있을까?

도요타자동차는 3월 15일, 연료전지차(FCV)인 MIRAI에 이용하고 있는 수지제 수소탱크와 수소센서, 자동차단밸브 등 안전장치를 통합한 수소저장모듈을 개발했다고 발표했다. 이 컨셉트 모델은 발표 다음 날 개최되는 종합 전시회 ‘스마트에너지 워크 2022 봄’(3월 16~18일, 도쿄빅사이트)의 ‘제18회 FC EXPO 수소·연료전지전’에서 공개되었다.

도요타가 상정하고 있는 것은 수소의 저장이나 운반용. 지금까지 이러한 용도로는 충전 시 압력이 14.7MPa 또는 19.6MPa인 금속제 봄베(또는 실린더)를 수 개에서 최대 20개 이상 묶은 ‘캐드리(Cadre)’가 사용되어 왔다.

한편, 이번 수소저장모듈의 수소 저장 시 압력은 FCV의 수소 충전 시와 동일한 70 MPa(약 700기압). 기존에 비해 3~4배 이상 고압이며, 수지제 봄베를 이용함으로써 동일한 수소량일 경우, 부피를 약 1/4~1/3로 소형화, 더 나아가 경량화에도 성공했다.

이번 수소저장모듈의 개발 이유에 대해 도요타는 FCV용 수지제 고압수소탱크를 철도, 선박, 항만에서의 하역 기기, 정치식(定置式) 발전기 등에도 이용하고 싶다는 수요가 많았기 때문이라고 한다. 도요타자동차는 2021년, MIRAI에서 연료전지(FC) 스택을 분리해 모듈화한 FC모듈 제품을 출시했다. 이 FC모듈과 이번 수소저장모듈을 다양한 용도로 수평 전개해나간다는 전략을 세운 것으로 보인다.

-- 여러 용도의 교환식 수소탱크로도 이용 가능 --
이것이 실용화된다면 지금까지 없었던 전혀 새로운 사용 방법도 나올 수 있을 것이다. 예를 들어 기존 캐드리의 경우, 저장된 수소를 이용하려면 용도에 따라 승압 또는 감압 장치 등이 별도로 필요하지만, 이번 수소저장모듈을 FCV, 또는 FCV와 같은 FC 시스템으로 이용할 경우 승압할 필요가 없다.

도요타자동차는 이러한 특징을 이용해 이번 수소저장모듈을 탈부착할 수 있도록 한 대형 FCV 이미지 동영상도 공개했다. 단거리 운송의 경우는 배터리만으로 주행하고, 장거리 운송 시 이 수소저장모듈을 탑재해 FCV로서 주행하면, 수륙 양용이 아닌 ‘장·단거리 양용’ 차량이 실현된다. 또한 향후 수요가 있는 복수의 용도로 1대의 수소저장모듈을 릴레이 바통처럼 넘겨서 사용할 가능성도 있다.

물론 과제도 있다. 이러한 용도에서 수소에 대한 안전기준이 각각 다르다는 점이다. 예를 들어 현행의 고압가스보안법에서는 봄베 또는 수소용기 표면적의 1/2 이상을 빨간색으로 칠하도록 의무화하고 있지만, 이번 수소저장모듈에는 붉은색 부분이 없다. 도요타자동차는 각종 규제 개선 등에도 관여하면서 안전 보장을 위한 검토를 추진하고 있다고 한다.

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