K-수소 ‘히든챔피언’ 일진하이솔루스…철갑탄에도 안뚫리는 ‘타입4’ 탱크

저장효율성·안전성·내구성에 가격경쟁력까지
주행거리 150km 늘고 가격은 10% 이상 낮춰
'넥쏘' 수소탱크 전량 공급…드론·선박 등 적용 확장

[아시아경제 이준형 기자] 수소에너지로 작동하는 수소차는 전기차보다 충전속도가 빠르고 주행거리가 길다. 업계는 글로벌 수소차 보급대수가 지난해 4만대에서 연평균 65.8%씩 증가해 2030년 495만대로 전망할 정도로 시장은 급팽창하고 있다. 일진그룹 계열사인 일진하이솔루스(구 일진복합소재)는 수소차의 ‘심장’ 역할을 하는 수소탱크를 만드는 회사다. 수소탱크는 전기차로 말하면 배터리 같은 역할을 한다.

수소탱크의 안전 문제는 그동안 수소차 보급의 걸림돌이었다. 수소는 가연성이 높아 사고가 나면 폭발 위험성이 크다. 수소탱크는 대량의 수소를 저장하고 있는 만큼 물리적 충격에 대한 높은 안전성이 필수다.

일진하이솔루스가 개발한 '타입4' 수소연료탱크. [사진제공 = 일진그룹]

‘타입4’ 수소탱크 국내 최초 양산

일진하이솔루스는 4세대격인 ‘타입4’ 수소탱크를 만들 수 있는 회사다. 타입4 탱크는 상용화된 수소탱크 중 가장 발전한 단계의 제품이다. 양산능력을 갖춘 기업은 전 세계에 일진하이솔루스와 일본 도요타뿐이다. 타입4 탱크 개발을 이끈 윤영길 일진하이솔루스 연구소장은 "우리 회사의 타입4 탱크는 전차, 군함 등을 요격하는 철갑탄으로도 뚫리지 않을 정도로 견고하다"면서 "타사 대비 저장효율성, 안정성, 내구성, 가격경쟁력을 모두 갖췄다"고 자신했다.

미국 연방에너지부(DOE) 산하 과학기술부(OSTI) 등에 따르면 타입4 탱크는 1세대 대비 3.3배, 3세대 대비 1.4배 가벼운 반면 저장 효율은 각각 233%, 33%가량 높다. 일진하이솔루스의 타입4 탱크는 동일한 무게의 3세대에 비해 차량 주행거리는 약 150㎞ 늘렸고 가격은 10% 이상 낮췄다는 게 회사의 설명이다. 보증기간이 20년에 달할 정도로 품질을 자신한다.

현대차의 지난해 수소차 글로벌 시장점유율은 73.8%(SNE리서치 기준)였다. 일진하이솔루스가 현대차의 수소차 ‘넥쏘’에 수소탱크를 전량 공급한다. 현대차의 시장점유율이 곧 일진하이솔루스의 시장점유율이다.

윤영길 일진하이솔루스 연구소장. [사진제공 = 일진그룹]

20년 기술력…상용차 중심 확산

일진하이솔루스는 2000년대 초반부터 수소탱크 개발에 뛰어들었다. 그 결과 회사는 세계 최초로 타입4 탱크 양산에 성공했다. 윤 소장은 "(타입4 탱크는) 10년 넘게 수많은 시행착오를 겪으며 쌓은 기술"이라며 "다양한 안전성 요구 항목들을 모두 통과해야 하기 때문에 기술만 개발한다고 시장에 제품을 내놓을 수 있는 게 아니었다"고 설명했다. 기술 개발부터 인증, 실증을 거쳐 양산 능력을 갖추려면 최소 6~7년 이상이 걸려 현재로서는 위협적인 경쟁자가 없다는 게 윤 소장의 설명이다.

탄소섬유는 핵심 기술 중 하나다. 탄소섬유는 철에 비해 무게는 4분의 1에 불과하지만 강도는 10배, 탄성은 7배 높은 특수섬유다. 일진하이솔루스는 본래 금속 재질이던 수소탱크 라이너(통)를 플라스틱으로 대체해 무게를 획기적으로 줄였다. 라이너 위에 가느다란 탄소섬유 복합재를 누에고치처럼 감아 내부 압력과 내구성을 높인 덕분에 혁신이 가능했다. 그 결과 20분을 버티면 인증을 받을 수 있는 화재 위험성 평가에서도 60분 이상을 버틸 정도의 안전성을 확보했다. 타입4 탱크가 적용된 넥쏘는 유럽의 유로 신차 평가 프로그램(NCAP)에서 수소차 최초로 최고 수준의 안전 등급을 받았다.

친환경 차량 보급 확대, 드론·선박 등 다양한 모빌리티로의 수소탱크 확장은 엄청난 기회다. 2025년에는 수소 트램(Tram·노면전차)과 철도, 2030년에는 수소 여객선이 상용화될 전망이다. 트럭 등 상용차시장에서 수소차 확산세는 두드러진다. 현대차를 비롯해 GM, 벤츠 등 글로벌 완성차 업체들도 수소트럭 개발에 속도를 내고 있다. 윤 소장은 "상용차는 수소차 중심으로 갈 것"이라면서 "트럭용 수소연료전지 시스템은 지금 개발 중인 단계지만 상용화되면 가격경쟁력을 갖출 수 있다"고 말했다.

이준형 기자 gilson@asiae.co.kr