수소연료엔진 / 수소엔진 / 수소연소엔진

1 수소연료 엔진 개요
 1) 수소 연료 엔진 정의
   - CI 엔진을 기본으로 연료를 가솔린 또는 디젤이 아닌, 수소로 사용하는 엔진
     * SI엔진 : Spark Ingnition Engine(불꽃점화엔진)
     * CI엔진 : Compression Ignition Engine(압축착화엔진)
   - 기존 내연기관 자동차들과 똑같이 수소를 산소와 폭발적으로 연소시켜서 구동력을 얻는 방식
 2) 개발 개요
   - 지구온난화 방지대책, 정부정책 '탄소제로'
   - 수소에너지 기술은 수소의 제조, 저장, 수송 및 이용방법에 이르기까지 많은 분야의 기술이 종합적으로 연관되어 있다.
 3) 수소연료엔진의 특징
   - 기존엔진의 일부만 바꾸면 되기 때문에 개발비를 줄일 수 있다.
   - 기 보유중인 엔진 제조 기술과 생산 설비를 활용할 수 있다.
   - 99.99% 이상의 고순도 수소를 이용해야하는 연료전지와는 달리, 저순도의 수소로도 구동가능
   - 에너지밀도가 높아서 내구성확보등 기술적 성숙도가 요구된다.
   - 극저온, 고압의 액화수소를 저장할 수 있는 수소탱크를 넣어야한다.
     * 수소는 -250도 극저온에서 액상을 유지할 수 있다.
   - 충전을 위한 인프라가 전기차대비 부족하다.
   - 수소자체의 생산성이 낮아서 다른연료에 비하여 고가이다.
   - 개발 및 제작비용이 다소 높다.
   - 수소의 넓은 가연한계로 안정적인 초희박 연소가 가능하여 스로틀제어가 불필요하다.
   - 열효율이 높다(최고 도시 효율 52%)
   - 항상 기체상태를 유지할 수 있어서 웜업이나 냉시동에 대한 문제가 없다.

2 수요연료엔진의 구성
 1) 수소연료엔진의 종류
   - 외부혼합기형성방식 : 흡기포트에서 수소를 분사하여 실런더 내부로 혼합기를 보내는 방식
     * 낮은밀도로 이론공연비로 운전하더라도 출력이 낮다. 조기 점화의 문제점이 있다.
   - 내부혼합기형성방식 : 수소와 미리흡입된 공기를 혼합하는 방식
     * 공기연료비로 운전시 직접분사방식은 가솔린엔진보다 높은 출력을 얻을 수 있다.
 2) 수소연료엔진의 개념도

3 수소연료엔진의 개발현황
 1) 자동차
   - 도요타 22년 '수소 V8' 엔진 프로토 공개
     * 450마력(6800rpm), 최대토크 55.1kg.m(3600rpm) 구현하는 데 성공
 2) 항공
   - 에어버스-CFM 수소연료 항공기 엔진개발
   - 2030년대 내 항공기 적용을 목표로 하고 있음.
 3) 향후 개선방향
   - 신뢰성있고 안전한 수소분사밸브, 제어시스템 개발
   - 고압수소의 저장시스템 개발
   - 수소 내연기과 swkehdck 전용부품의 기술표준화, 시스템 평가/인증기반 구축