미국 라스베이거스 ‘CES 2024’에서 현대자동차가 펼쳐 보인 미래 청사진으로 수소산업계가 들썩이고 있다. 특히 수소산업의 모든 밸류체인을 연결하겠다는 현대차의 미래 비전은 양질의 생태계 구축에 대한 기대감을 높이고 있다.
수소에너지의 전주기에 걸친 고도의 기술력은 성공적인 수소사회로 전환의 핵심 열쇠다. 지난해 6월 발생한 불량수소 사고가 그 예다. 이 사고는 수소공급 문제와 직결돼 논란이 컸다.
당시 불량수소가 검출된 국내 수소충전소 세 곳은 모두 한국가스기술공사 평택 수소생산기지에서 생산된 수소를 제공받았다.
국회 산업통상자원중소벤처기업위원회 소속 국민의힘 최형두 의원이 지난해 10월 한국가스기술공사에서 제출받아 공개한 자료에 따르면, 당시 평택기지에서 일산화탄소와 이산화탄소 기준치를 초과한 불량수소가 생산됐고, 가스분석기 및 통신 오류로 불량수소가 출하된 것으로 파악됐다. 이 사고로 현대차 넥쏘 80대, 버스 10대 등 총 90대가 고장 났다.
이로 인해 개질기 생산·운영 원천기술 확보와 기술 자립의 중요성 못지않게, 정밀하고 유지보수 관리가 쉬운 가스분석기의 중요성도 대두됐다.
이에 노르웨이의 가스·먼지 분석기 전문기업 ‘네오모니터스(NEO Monitors AS)’의 수소분석기가 수소업계의 새로운 키 플레이어로 떠오르고 있다.
정밀 가스 분석·측정 기기 전문 공급업체 하나엔비로는 네오모니터스의 국내 독점 대리점이다. 양사의 인연은 20여년째 이어지고 있다.
하나엔비로 등에 따르면, 네오모니터스는 1970년 레이저 분석기 연구소로 시작해 50여년간 레이저 가스 측정 연구를 이어오고 있는 글로벌 레이저 가스분석기 공급 회사다. 40종 이상의 가스와 화합물질을 측정할 수 있는 다양한 분석기 라인업을 갖추고 있다.
네오모니터스의 기술력은 수소분석기에서도 두각을 나타낸다. 지난 2018년 TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, 가변 다이오드 레이저 흡수분광법) 방식의 비접촉식 레이저 수소분석기를 개발, 출시한 것. 이는 자외선, 적외선 영역에서 흡수되지 않는 수소의 단분자 특성에 기인한 기술적 한계를 극복한 성과라는 게 하나엔비로의 설명이다.
네오모니터스의 TDLAS 방식 비접촉식 레이저 수소분석기는 측정 중 교차 간섭 없이 분석 결과를 제공할 수 있는 특징이 있다. 제로 드리프트(Zero Drift, 일정 기간 측정기의 영점에 대한 지시치의 변동)가 거의 없으며, 설치 후 유지보수 비용이 매우 낮아 현장에서 관리가 용이하다.
네오모니터스의 레이저 수소분석기는 지난 2021년 국내에 처음 도입됐다. 네오모니터스의 레이저 수소분석기는 광양 포스코, OCI, 현대오일 등에 납품돼 운용 중이다.
하나엔비로는 △LaserGas III SP Gas Analyzer △LaserGas II SP H2 △LaserGas II MP △LaserGas II MP Trace Gases(impurities) 등을 네오모니터스의 수소분석기 모델로 소개하고 있다.
하나엔비로에 따르면, ‘LaserGas III SP Gas Analyzer’는 위험 지역에서 작동하도록 설계됐다. SIL2(안전도수준 레벨2 인증) 시설에서도 단독으로 사용가능한 제품이다. 성능과 정확도를 검사하는 검교정(Calibration)은 공장 출하 때 완료된다.
이 제품의 수소 검출 한계(Detection Limit)는 0.1% vol이다. 최소 공정 압력은 0.5BarA(절대압력), 최대 공정 압력은 10BarA다. 최소 공정 온도는 영하 50℃, 최대 공정 온도는 250℃(450℉)에 달한다.
‘LaserGas II SP H2’ 모델은 플랜지(배관연결장치)에 직접 장착돼 실시간 측정이 이뤄지는 것이 특징이다. 퍼지 가스(purge gas) 연결과 얼라인먼트(alignment)를 쉽게 해주는 진자장치(tilting mechanism)가 적용된다. 인 시튜(In-Situ, 덕트 등 측정 부위에 분석기를 부착해 그 자리에서 측정하는 방식, 비접촉식 모니터링이 가능한 특징이 있다.
일체형 계측기인 ‘LaserGas II MP’ 모델은 매우 낮은 농도의 가스 측정이 가능하다. 이 수소 MP모델의 수소 검출 한계는 0.015% vol(150ppm) 수준이다.
이민열 하나엔비로 대표는 “장기적으로는 정확한 실시간 분석이 가능하고 유지보수 비용이 거의 필요하지 않은 레이저 가스 분석기가 대세가 될 것으로 생각한다”면서 “초기 투자비용 역시 프로브 타입(probe type)이나 샘플링 타입(sampling type)과 비교해 가격경쟁력이 충분하다”고 밝혔다.