한국전력공사 전력연구원(원장 김태균)은 수소 생산설비 배관 내부의 수소와 산소 혼입에 따른 폭발사고 방지를 위해 배관 내부 가스 농도를 실시간으로 측정이 가능한 ‘수소설비 전용 안전진단 가스센서’ 연구개발에 착수했다. 

전세계적으로 수소경제 시대 도래에 따라 수소 인프라에 대한 수요가 급증하고 있어 이에 따른 수소설비 안전강화대책 마련이 시급한 실정이다. 이에 정부는 수소를 생산·취급하는 모든 설비에 대해 ‘감시센서 설치 의무화’를 주 내용으로 한 수소안전법을 제정하고 2022년 2월부터 시행할 예정이다.

수소는 세상에서 가장 가벼운 물질로 확산이 잘 돼 개방된 곳에서는 누설이 되더라도 폭발할 위험이 없지만 밀폐된 수소배관 내부에 산소가 6% 이상 혼입되면 정전기 불꽃과 같은 적은 에너지로도 폭발할 수 있어 이에 대한 대비가 필요하다. 

기존에 적용된 센서는 대부분 수소가스의 대기 중 누출여부를 진단하는 것이었지만 전력연구원이 개발에 나선 가스센서는 수소 배관 내부에 고압 충진된 수소 및 미량의 산소 농도를 보다 정확하게 측정하고 사용수명 또한 향상될 예정이다.

또한 현재 적용 중인 외국산 센서와 비교해 훨씬 정확하고 기존 대비 절반 이하의 가격으로 매우 경제적이며, 배관 내부에 수소와 산소가 일정 수준 이상으로 혼합될 경우 실시간 경보 및 시스템의 자동 정지 기능에 의해 신속한 조치가 가능하다.

아울러 정전기를 유발할 수 있는 전자회로 등이 포함된 감시센서 자체의 안전성을 확보키 위해 센서 및 외함을 모두 폭발방지 기능이 있는 방폭형으로 개발하고 국내외 방폭 인증을 확보함으로써 제품 개발 후 빠른 상용화가 가능하게 된다.

전력연구원은 ‘수소설비 진단센서’의 개발과 적용을 통해 신뢰할 수 있는 수소가스의 생산·저장·운송·활용 등 전주기에 걸친 안전관리체계 확립 및 불안감 해소에 기여하고, 모든 수소설비에 의무적으로 장착해야 하는 고신뢰의 경제적인 안전진단시스템의 상용화 및 관련 산업의 활성화를 선도한다는 방침이다. 

전력연구원 관계자는 ”사내 수소설비들을 대상으로 센서 개발품을 우선 적용해 신뢰도와 경제성을 검증한 후 수소설비 및 센서 제조업체와 공동사업화를 추진할 예정“이라고 밝혔다.