친환경 수소농축연료 연구 어디까지?

황원희 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2021-06-26 14:41:02
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[이미디어= 황원희 기자] 고속도로를 주행하면서 하이브리드 차량과 전기 자동차의 수가 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 대체 에너지 자동차는 탄소 배출을 줄이려는 세계적인 노력에 기여하면서 점차 증가세에 있다. 이러한 과정을 함께 진행하면서 연구원들은 이 지속적인 문제에 대한 새로운 해결책을 모색하고 있다.

 

텍사스 A&M 대학교 다분야 공학부 연구진은 스파크 엔진 성능과 효율에 대한 수소 농축 연료의 성능을 분석하기 위한 연구를 실시했다. 이 해결책은 자동차가 더욱 환경 친화적이 되는 데 상당한 기여를 할 수 있다.

 

연구진은 기후변화뿐만 아니라 화석연료 매장량의 감소에도 초점을 맞추고 있기 때문에 배출을 줄이기 위한 엄청난 연구를 진행해왔으며 2차 연료를 주입해 연소 특성이 손실되는 것을 원치 않기 때문에 엔진 성능 매개 변수뿐만 아니라 배기 가스 배출에 대한 이중연료의 영향도 조사하게 되었다. 

 

이 연구는 컬리지 스테이션(College Station)에서 개최된 제 12회 미국 연례 연소 회의에서 결과를 발표할 수 있었다. 또한 최근에 국제석유화학산업 저널에 발표되었다.

 

스파크 점화 엔진은 다양한 소형 SUV와 세단에 흔히 사용된다. 엔진을 통해 가솔린은 공기와 합쳐지고 스파크 플러그에 의해 형성된 스파크에 의해 점화되어 연소가 된다. 자동차는 연료를 연소시켜 차가 움직일 수 있도록 함으로써 열 에너지를 운동 에너지로 바꿀 수 있다. 연구진은 수소를 다양하게 응용함으로써 효율성은 물론 실린더 내 압력 배출에 미치는 영향을 예측해 스파크 점화 엔진의 성능을 이해하고 예측하는 수치 시뮬레이션을 수행할 수 있었다.

 

이 연구의 목표는 수소를 첨가함으로써 자동차의 연비를 높이고 덜 해로운 배출물을 생산하도록 하는 데 있다. 연구지은 또한 수소 첨가를 고려하기 위해 현재의 점화엔진에 상당한 변화가 필요할지도 모른다고 알렸다.

 

당초에는 농축에 따른 실린더 내 압력 차이로 인해 엔진을 크게 개조해야 하는 문제가 발생할 수 있다고 생각했지만 조사 결과 실린더 내 피크 압력이 감소했으며 결과적으로 이중 연료를 사용하기 위해 엔진을 크게 개조할 필요가 없다는 것을 알 수 있었다. 따라서 이 연구는 연료 시장에서 잠재적 가치를 갖고 있다.


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