[뉴스토마토 이한승기자] 한국에너지기술연구원이 이산화탄소 발생이 전혀 없는 액상 암모니아와 기존 가솔린을 혼합 사용하는 암모니아-가솔린 혼소 자동차를 개발했다.
한국에너지기술연구원이 이번에 개발한 암모니아-가솔린 혼소 자동차는 연료의 70%를 액상 암모니아로 대체해 가솔린 100% 차량보다 이산화탄소를 70% 줄일 수 있다는 장점이 있다.
암모니아는 공기 중의 질소와 물 속의 수소로부터 생산돼 연소하면 질소와 물만 배출되고, 이산화탄소 발생이 없기 때문이다.
게다가 암모니아는 석탄이나 오일 등 화석연료와 같은 에너지 밀도를 갖고 있지만 단위 밀도당 생산 에너지가 많아 효율이 높다.
연구팀은 이 자동차를 국내 자동차의 20%에 적용할 경우 이산화탄소 발생량을 1060만 톤까지 줄일 수 있다고 밝혔다. 이는 국내 수송부문 이산화탄소 발생량의 15%에 해당하는 양이다.
이번 개발된 자동차는 기존 가솔린 자동차의 일부장치를 수정하고 연구팀이 직접 개발한 일부 부품을 적용하는 것으로 주행이 가능하므로, 엔진 시스템 전체를 바꿔야 하는 수소연료전지 자동차에 비해 실용성이 뛰어나다.
뿐만 아니라, 연료로 사용하는 암모니아는 가솔린에 비해 폭발성이 현저히 낮고 수소에 비해 수송과 저장도 용이하여 향후 수송연료로서의 발전가능성이 높다.
하지만 연료로서 가장 중요한 부분 중 하나는 가격이다.
가솔린의 열량을 기준으로 환산한 암모니아 가격은 리터당 1102원으로 876원인 가솔린에 비해 230원 정도 비싸다.
이에 따라 연구팀은 장기적으로 암모니아 생산의 경제성을 확보하기 위해 저비용 전기화학적 암모니아 생산 기반기술도 개발하고 있다.
연구팀은 지금 개발 중인 전기화학적 암모니아 생산 기반 기술이 질소와 물에 전기화학 반응을 일으켜 암모니아를 합성하는 방식으로 가장 보편화된 '하버-보슈법'(고온·고압 필수)보다 비용을 적게 든다고 설명했다.
전기화학반응에 필요한 전기를 태양열·풍력·해양온도차 발전 등 신재생 발전으로 생산할 계획이기 때문에 '하버-보슈법'에 비해 생산비용을 획기적으로 줄어든다는 것.
아울러 섭씨 400도의 용융염(Molten salt)을 이용해 암모니아 합성법을 비롯해 산소분리막이나 수소분리막을 이용한 방식 등 다양한 암모니아 생산법을 통해 비용을 절감할 수 있다고 강조했다.
한국에너지기술연구원이 이번에 공개한 암모니아-가솔린 혼소 자동차는 이미 출시된 자동차(두가지 연료를 넣는 바이퓨얼)를 개조해 가솔린에 비해 발열량이 떨어지는 암모니아로 인해 속도는 시속 100㎞가 한계지만 향후 암모니아에 맞는 실린더를 개발해 속도를 높일 계획이다.
이와 함께 현재 7대3 비율인 암모니아와 가솔린의 혼소 비율도 암모니아 100%까지 높일 예정이다.
연구책임자인 김종남 박사는 "암모니아-가솔린 혼소자동차는 온실가스 배출을 획기적으로 줄인 친환경 자동차 기술로서, 지구 온난화 문제 해결에 크게 기여할 수 있다”고 밝혔다.
이어 "신재생 발전으로 암모니아를 생산할 수 있게 된다면 자동차 연료를 자연으로부터 무한정 얻게 되는 셈"이라며 "청정 암모니아 생산 기술이 개발될 경우 자동차 뿐만 아니라 인류의 화석연료 고갈 문제도 해결할 수 있을 것"이라 전망했다.
◇가솔린자동차(작은 사진)에 비해 암모니아-가솔린자동차는 이산화탄소 발생량(보라색 구가 이산화탄소)이 크게 줄어든다.(자료제공=한국에너지기술연구원)