500 kW 선박용 수소 연료 전지 시스템의 발전을 어떻게 볼 수 있습니까?
이 시스템은 선박용 연료전지 발전모듈, 연료전지 감시장치, 유기수수소 생산장치로 구성된 것으로 알려졌다. 전체 시스템에는 오염이나 배출이 전혀 없고, 상당히 높은 수소 생산 효율을 가지고 있다. 리터당 유기액체는 50~80 그램의 수소를 생산할 수 있으며 신뢰성이 매우 좋아 공급이 편리하다. 이 수소 연료 전지는 호화 유람선에서 유람선까지 다양한 수면함정에 광범위하게 적용될 수 있는 것으로 알려졌다. 이 수소 연료 전지는 원래 민간용으로 설계되었지만, 군사 응용 배경이 강하다는 것은 부인할 수 없다. 수소 연료 전지는 잠수함의 성공적인 은신의 중요한 공신이라고 해도 과언이 아니다.
현재 세계 일반 동력잠수함은 수면 항행 시 디젤기관을 동력으로 사용하고 있으며, 동시에 배터리를 충전하고 수중항행 시 배터리를 사용하여 동력을 공급하고 있다. 그래서 수시로 수면 위로 나와 공기를 들이마시고 디젤기관을 작동시켜야 하고, 잠수함이 올라와서 디젤기관을 작동시킬 때 가장 많이 노출되는 순간이다. 은폐성을 보장하기 위해 잠수함은 수중을 많이 항해하여 수면 위로 떠오르지 않도록 하는 것이 좋다. 이로 인해 공기 추진 시스템 (AIP) 에 의존하지 않는 출현이 촉진된다.
현재 각국의 선진적인 재래식 잠수함에는 기본적으로 장비가 있다. AIP 시스템은 일반 잠수함이 공기에서 산소를 얻지 않고 충분한 동력을 가질 수 있게 한다. 현재 세계에는 폐쇄 사이클 디젤 엔진, 스털링 엔진, 연료 전지 등 세 가지 AIP 기술이 있습니다. 이 세 가지 기술 중 폐쇄형 순환 디젤 엔진은 효율이 낮고 디젤 엔진 자체의 소음과 공기 소음이 높다. 스털링 엔진은 신뢰성이 낮고 생산성이 35% 에 불과합니다. 또한 노이즈는 적지만 약간의 노이즈가 있습니다.
연료 전지는 효율이 가장 높고, 최고 60% 에 달할 수 있다. 동시에, 그들은 배기가스와 오염물을 생산하지 않으며, 소음이 매우 적다. 그래서 기술적으로 연료 전지는 AIP 재래식 잠수함에 가장 적합하다. 선진적인 물건은 왕왕 그렇게 쉽게 얻을 수 없고, 연료 전지는 기술에 대한 요구가 매우 높다. 그것의 가장 큰 기술적 한계 중 하나는 대량의 수소가 필요하고, 저장과 운송이 매우 어렵고, 가연성 폭발성이 있어 매우 위험하다는 것이다.
따라서 연료 전지 잠수함을 개발하는 아이디어는 주로 수소를 안전하게 저장하는 방법을 연구하는 것이다. 하지만 이번에 우리나라 연구원들이 해양수수소수소와 유기액체수소를 휴대한 디자인은 정말 색다른 일이다. 이런 디자인으로 잠수함은 대량의 수소를 휴대하지 않고도 스스로 제조할 수 있게 되어 대량의 수소를 저장하는 기술적 난관을 우회할 수 있다.
앞서 세계 독일의 기존 잠수함은 연료 전지를 잠수함 AIP 시스템으로 사용했으며, 그 AIP 시스템 전력은 약 200~300KW 였다. 500 킬로와트의 수소 연료 전지는 3,000 톤 정도의 일반 잠수함을 구동하기에 충분하다는 것을 알 수 있다. 수소 연료 전지는 다른 AIP 시스템에 비해 뚜렷한 장점을 가지고 있기 때문에 이 고출력 연료 전지 연구가 성공하면 신형 기존 잠수함의 발전에 큰 도움이 될 것이다.