수소 내연 기관의 미래는?

수소 내연 기관의 미래는?

수소 엔진 출처 : 오토뷰

전기차는 분명 시장의 대체 메인 재료로 나아가고 있다. 하지만 단점도 분명히 있기에 더 나은 새로운 대체재들은 지속적으로 개발되고 있다. 그 중 대표적인 것은 바로 수소다. 수소는 앞으로 꾸준히 관심을 갖을 필요가 있다.

곧 전기차는 전체 시장에서 10~20프로를 차지하게 될 것 이다. 전체 자동차 시장에서 과반수를 차지할 날도 머지 않을 것으로 보인다.

분명한 사실은 여전히 전기차를 신뢰하지 않는 사람이 많이 있다. 애초에 화재 또는 편의성 때문에 선호도도 떨어지고 있는 실정이다. 그렇기 때문에 다른 대체재에 관심을 가질 수 밖에 없고 그 중 하나가 수소다. 수소는 전기보다 많이 알려져 있지 않지만 오래 전부터 개발되어 왔다. 79년도에 BWM가 수소 내연 기관 자동차를 소개하면서 잠재력을 알렸다. 하지만 실험적인 모델이었고 보관의 문제로 큰 한계점이 떠올랐다. 실험 목적이 아닌 상업 목정의 액화 수소 생산이 매우 힘들었다. 하지만 수소 내연 기관에 대한 기대와 희망은 지속적으로 있었다. 하지만 연비와 충전 시간이 비효율적임에 따라 다시 와해되었다. 따라서 현재까지 드라마틱하고 적합한 대체 소재는 없는 것으로 말할 수 있다.

 

그런데 최근 오스트리아의 레이스 엔지니어링 솔루션 기업에서새로운 수소 내연 기관을 공개했다. 2L 4기통 엔진이라 공개된 해당 엔진은 최고 402마력 가량의 출력을 만들어 낼 수 있는 것으로 알려졌다. 물론 레이스 목적의 엔진이라는 점을 감안했을 때 역시나 극적인 출력은 아니라 할지라도 적어도 AMG A45를 능가하는 출력을 만들어 낼 수 있는 것이다.

 

이 회사가 개발한 것중 가장 큰 차이는 연료 자체의 특성에 기인한 것으로, 무엇보다 조기 점화가 아주 쉽게 일어날 수 있다는 것이다. 수소는 조건만 맞는다면 아주 빠르고 강력하게 점화되는 특성을 갖고 있다. 다만 이런 현상을 일상에서 쉽게 볼 수 없는 것은 지구상에 존재하는 물질 중이런 이유로 AVL은 기존 가솔린과 다르게 희박 연소 방식을 포기했다. 대신 흡기 포트에 물을 뿌려 연소 시점을 늦추는 기술을 개발했다고 한다. 그렇지 않을 경우 실린더에 수소가 도달하기 전에 이미 폭발을 시작할 가능성이 있다는 것이다.

또한 연료 분사 레일을 비롯해 연료 펌프 역시 기존과 다른 연료 방식으로 인해 완전히 새로 설계하거나 수정해야 했다. 무엇보다 폭발 압력이 매우 높은 관계로 기존 엔진 블록보다 더 강한 설계와 제조 과정을 거쳐야 했다고 전했다. 그러니까 일반적으로 수소 내연 기관의 경우 기존 내연 기관을 그대로 활용할 수 있다는 상식과 비교해 현실은 완전히 다르다 볼 수 있다. 가장 가벼워 대기 중으로 빠르게 사라지기 때문이다.

 

이러한 사항들이 제조사들이 수소 내연 기관의 개발을 포기하게 된 이유일지도 모른다.

그럼에도 2026년까지 엔진의 개발을 마무리할 예정이며, 향후 르망 24와 같은 내구 레이스에 해당 엔진을 공급할 예정이라고 한다. 지속적인 도전 덕분에 수소가 이동 수단의 주류 연료로 다시 한 번 부각될 수 있다면 미래를 개척하는 충분한 계기라고 생각된다.