기계연, 전기화학적 방식 냉매 압축기 개발
무소음·무진동 장점…60% 에너지절감 가능
[이투뉴스] 화석연료에서 신재생에너지로의 전환이 가속화되고 있는 가운데 국내 최초로 냉동 및 에어컨 시스템에 친환경 냉매를 적용한 압축기가 개발됐다. 기존 압축기와 비교할때 에너지를 60%가량 줄일 수 있어 탄소중립에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.
한국기계연구원의 김영 책임연구원 연구진과 중앙대학교의 김민성‧김동규 교수 연구팀은 23일 기계적 방식이 아닌 전기화학적 방식을 이용한 친환경 냉매 압축기 개발에 성공했다고 밝혔다.
기계연에 따르면 암모니아‧물 등을 사용한 친환경 냉매는 HFC(수소불화탄소)를 포함한 기존 냉매와 달리 환경에 미치는 영향이 매우 적다. HFC는 화학물질의 한 종류로 주로 냉매에 사용된다. 냉동기 및 에어컨 시스템에서 열전달 매체로 쓰였으나 최근 규제가 강화되고 있는 추세다.
전기화학식 압축기는 이온교환막(특정 이온만 선택적으로 통과시키는 고분자막)을 이용해 이온을 이동시켜 가스를 압축하는 방식이다. 수소를 매개체로 냉매를 압축시킨다. 연구팀은 암모니아‧물 등 친환경 냉매가 수소와 같이 이온교환막을 통과하면서 냉매가 압축되는 원리를 이용해 전기화학식 친환경 냉매 압축기 구동 테스트에 성공했다.
효율성을 극대화한 것이 가장 큰 특징이다. 반복된 고압 상태에서도 견고한 구동이 가능하며 에너지 누설 방지와 고출력 구간에서도 높은 성능을 낼 수 있도록 설계됐다. 기존 압축기 대비 에너지를 60% 절감할 수 있다.
무소음, 무진동, 오일프리(Oil Free)도 장점이다. 기존 압축기는 빠른 회전으로 인한 부품 내구성 문제, 윤활유 사용으로 인한 냉매오염, 소음 등 문제가 있었다.
이같은 친환경 냉매가 가정용 및 산업용 에어컨에 적용된다면 온실가스 배출을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 김영 기계연 책임연구원은 "전기화학식 친환경 냉매 압축기는 높은 효율과 경제성, 그리고 공간 절약이라는 장점을 가지고 있다"면서 "향후 이 기술을 활용한 히트펌프시스템 개발로 2050 탄소중립 달성에 기여할 것"이라고 말했다.
김동훈 기자 hooni@e2news.com