지구온난화로 인한 이상기후가 인류의 생존을 위협하면서 탄소중립은 거스를 수 없는 시대적 과제가 되었습니다. 이러한 흐름 속에서 한국기계연구원의 그린동력연구실은 탄소 배출을 획기적으로 줄이는 고효율·초저공해 신개념 동력 시스템 연구에 매진하고 있습니다. 최근 연구팀은 드론과 같은 무인기기에 적용할 수 있는 소형 수소 엔진의 기본 성능 목표를 달성하는 성과를 거두었습니다. 이는 단순한 기술 개발을 넘어 미래의 육해공 운송기기들이 친환경 에너지로 전환될 수 있는 중요한 발판을 마련한 성과로 평가받고 있습니다.

이번에 개발된 수소 엔진은 항공 RC용으로 주로 쓰이는 2행정 엔진을 기반으로 설계되었습니다. 2행정 엔진은 무게 대비 출력이 뛰어나 비행체에 적합하지만, 가솔린 대신 수소를 연료로 사용할 때는 역화 현상이나 낮은 점화 에너지 등 해결해야 할 기술적 난제가 많았습니다. 연구팀은 이를 극복하기 위해 연료 공급 방식을 직접 분사 방식으로 변경하고, 다양한 엔진 파라미터를 최적화하여 5kW급의 출력 성능을 확보했습니다. 수소는 가솔린보다 비에너지가 2.8배나 높아 드론의 비행시간을 획기적으로 늘릴 수 있는 핵심 연료로 주목받고 있습니다.

이번 수소 엔진 기술 개발은 탄소를 배출하지 않는 친환경 동력원 포트폴리오에 경제적인 소형 무탄소 동력원을 추가했다는 점에서 큰 의미가 있습니다.

수소 엔진은 연료전지와 같은 다른 동력원에 비해 제작 단가가 저렴하고 유지보수가 용이하다는 강력한 경제적 이점을 지니고 있습니다. 파리 기후협약 이후 무탄소 에너지원에 대한 전 세계적 요구가 높아지는 상황에서, 수소 내연기관은 기존의 엔진 기술을 활용하면서도 오염물질 배출을 없앨 수 있는 실질적인 대안이 됩니다. 한국기계연구원의 이번 성과는 수소 사회의 도래를 앞당기는 중요한 견인차가 될 것이며, 경제성과 효율성을 동시에 잡은 기술로서 지속 가능한 미래를 향한 인류의 혁신적인 선택이 될 것으로 기대됩니다.