일본 토요타자동차(이하 토요타)가 자사의 수소차(수소연료전지자동차, FCV) 미라이에 사용되는 수소탱크를 활용한 수소저장 모듈을 개발한다. 토요타는 오는 16일(수) 도쿄 빅사이트에서 열리는 수소 연료전지 박람회(FC EXPO)에 이 모듈의 컨셉모델을 발표한다.
현재 생산되고 있는 토요타 미라이에는 총 3기의 플라스틱제 70MPa 고압수소탱크가 설치된다. 각각의 수소탱크는 최대 70MPa의 고압으로 충전된다. 이 신형의 수소탱크 덕분에 현재 글로벌 시장에 판매되고 있는 2세대 토요타 미라이는 초대 모델 대비 1kg 더 많은 5.6kg의 수소를 저장할 수 있게 된 바 있다.
이번에 토요타가 공개한 수소 에너지 저장 모듈은 미라이의 수소탱크를 보다 폭넓게 활용하기 위해 방안으로써 고안되었다. 토요타가 밝힌 바에 따르면, 미라이에 탑재되는 수지제 70MPa 고압수소탱크를 철도, 선박의 동력 공급은 물론, 심지어 항만 등에서 사용되는 하역장비나 정치식 발전기 등에 활용하고자 하는 요구가 있었다고 한다. 하지만 이를 다른 분야에서 그대로 사용하기에는 문제가 있었다고 한다. 토요타는 "각 분야마다 요구되는 안전기준이 서로 달라, 자동차용으로 개발된 수소탱크를 그대로 사용하기에는 어려움이 따랐다"며, 통합된 '모듈화'의 필요성을 말했다.
토요타의 수소저장 모듈은 미라이에 탑재되는 플라스틱제 70MPa 고압수소탱크 4기를 결합하고 여기에 수소센서, 자동차단밸브 등의 안전장비들을 통합한 형태다. 즉, 수소탱크를 이동식 전원공급 장치나 배터리처럼 활용할 수 있도록 한 것이다. 또한 토요타는 모듈 운송의 안정성을 테스트하기 위해 오는 19~20일 스즈카 서킷에서 열리는 수퍼다이큐 레이스 현장에서 이 모듈을 연료전지 트럭에 실어 운송하는 실험을 진행할 예정이다.
토요타가 발표한 수소저장모듈은 미라이를 위해 개발되어 높은 안전성을 확보한 플라스틱제 수소 탱크를 하나의 패키지로 구성한 모듈 본체와 가동 상태를 모니터링하는 각종 안전장비를 통합한 구조다. 마치 수소탱크를 배터리 셀로, 그리고 이 탱크를 수용하는 외부 용기는 복수의 배터리 셀을 담는 배터리 하우징, 그리고 가동 상태를 모니터링하는 각종 안전장치들은 BMS와 유사한 형태를 이룬다. 즉, 수소 에너지를 하나의 배터리 팩처럼 취급할 수 있는 것이다. 모듈의 중량은 수소탱크 4기가 탑재된 사양을 기준으로 36kg이며, 트럭을 이용해 수송할 수 있다.
이는 마치 배터리팩처럼 수소를 관리함으로써 수소를 더욱 안전하게 저장할 수 있을 뿐만 아니라 기존 대비 대용량의 운송이 가능할 수 있도록 함으로써 수소 에너지를 보다 안전하고 효율적으로 활용할 수 있게 만들어 줄 수 있을 것으로 기대되고 있다. 특히 토요타 측에서는 "수소 충전이 어려운 항만 지역이나 산악 지역 등에서 많은 수소 에너지를 활용하는 것이 가능하다"고 설명한다.
한편 현재 수소연료전지 자동차 분야에서 가장 앞서고 있는 우리나라의 경우, 현대자동차그룹이 주축이 되어 수소 에너지를 활용하기 위한 연구를 진행하고 있다. 반면 일본의 경우에는 수소 에너지를 운송 수단 뿐만 아니라 자연재해가 잦은 지역적인 특성으로 인해 운송 수단 외에 새로운 에너지 저장 및 공급 수단으로서 보다 적극적인 수소사회로의 전환을 모색하고 있다.
