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Picture from Wired.com


사실 여기에 소개하는 수소 하이브리드 자동차는 작년 연말에 소개되었던 것이니, 최근의 따끈따끈한 뉴스는 아님을 미리 밝혀둡니다.  미래의 자동차를 이야기할 때 전기자동차와 함께 가장 큰 관심을 모으고 있는 자동차이기도 하지요.

현재 수소 하이브리드 자동차 개발에 있어 가장 앞서 있는 곳은 놀랍게도, 거대한 자동차 회사가 아닌 미국 텍사스에 위치한 작은 벤처기업입니다.  Ronn Motor Company라는 곳인데요.  이들의 수소 하이브리드 자동차인 Scorpion이 작년 말 라스베가스에서 열린 SEMA(Speciality Equipment Market Association)에 소개되었습니다.  이 회사는 수소 자동차 말고도 전기자동차도 개발해서 내놓았는데 전기자동차의 이름은 Tesla Roadster 입니다.

이 회사를 제외하고 거대 자동차 회사 중에서 수소자동차 개발에 있어 가장 앞서 있는 곳은 혼다와 GM 입니다.  혼다는 FCX Clarity 차종을 개발하고 있고, GM은 Chevrolet Equinox가 대표적인데, 수소 연료셀을 이용하여 전기모토를 구동시키는 방식으로 수소자동차를 개발하고 있습니다.  그에 비해 Ronn Motor의 Scorpion은 물을 가수분해해서 만들어지는 가스 수소를 옥탄가 91의 가솔린과 섞은 뒤에 직접 연소시키는 3.5리터급 엔진에 사용하는 방식으로 자동차를 개발했습니다.  이 엔진기술 시스템은 H2GO라고 불리는데, 다른 회사에게도 제공될 것이라고 하네요.  100% 수소로 동작하는 것이 아니니 만큼 연료 효율의 문제가 발생하는데, 약 15~33% 정도의 연료절감 효과가 있다고 합니다.  아직까지는 개선의 여지가 많습니다.

트럭을 만들 때 수소를 이용한 부스팅을 이용하기는 합니다만, Scorpion의 경우에는 실시간으로 수소를 전달하는 방식입니다.  이런 형식의 수소자동차는 BMW가 Hydrogen 7이라는 제품에 적용하고 있는데, Hydrogen 7은 커다란 액체수소 탱크를 달고 다녀야 합니다.  그래서 폭발의 위험성 등이 항상 제기가 되고 있지요.  그에 비해, Scorpion의 경우 물탱크에서 바로 수소를 필요에 의해 생산하는 시스템이라 안전성 문제가 해결이 되었다는 장점이 있습니다.

Scorpion은 최고 시속 320km/h 정도의 속도를 낼 수 있고, 트윈 터보 3.5 리터 V6 엔진을 장착하고 있습니다.  기본적으로 엔진은 Acura의 것을 개조했다고 합니다.  가격은 $15만달러(약 2억원) 정도이니 돈 있는 사람들이라면 한 번 질러볼 수 있을 수준은 되겠군요. 





아래 3개는 컴퓨터 그래픽으로 다른 색상의 제품들을 보여준 것입니다.

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하이컨셉
미래는 하이컨셉, 하이터치의 세계라고 합니다. 너무 메마르고 딱딱한 이야기보다는 글로벌 시대에 어울리는 세계 각국의 이야기, 그리고 의학과 과학을 포함한 미래에 대한 이야기의 세계로 여러분을 초대합니다.

트랙백이 하나이고 ,

지난 번에 DIY 사이트의 최고봉인 Instructables.com의 2008년 최우수 작품 경연대회에 대한 포스팅을 한 적이 있습니다. 

2009/01/09 - [낙서장] - DIY 기계 최고봉을 겨루는 Instructables 컨테스트


이 컨테스트에서 현재 유력한 수상 작품 중의 하나로 거론되고 있는 프로젝트 중에, 혼다 어코드를 개조해서 쓰레기를 태우면서 움직이도록 하는 작품이 눈길을 끌고 있습니다. 

이를 가능하게 하는 기기가 가스화기(gasifier)라는 것입니다.  그리고, 이런 방법을 가스화(gasification)라고 합니다.  가스화는 열을 이용해서 고체로 되어 있는 물질들을 연소가 가능한 연료 형태로 변환하는 것을 말합니다.  현재 다양한 형태의 고체 연료가 시험 중에 있는데, 나무로 만들어진 칩이나 호두껍질과 같은 것에서부터 다양한 농산물 쓰레기, 심지어는 건설현장의 쓰레기까지도 원료로 이용될 수 있다고 합니다.

믿기가 힘든 이야기지만, 이미 유럽에는 이러한 가스화기기를 달고 움직이는 자동차가 백만대 정도는 되었다고 합니다.  특히 세계 2차 대전이 있는 동안에는 자동차들이 나무와 석탄으로 달리는 자동차가 많았고, 최근에는 바이오 디젤과 에탄올이 각광받고 있지만 이는 단순히 연료의 대량생산이 용이하다는 장점이 있음을 간과하면 안 됩니다. 

자세한 프로젝트에 대한 설명과 제작과정은 아래 URL을 방문하시기 바랍니다.

http://www.instructables.com/id/Convert_your_Honda_Accord_to_run_on_trash/


그럼 가장 단순한 형태의 가스화기기를 이용한 쓰레기 연소형 자동차로 혼다 어코드를 변신시키는 과정을 보실까요?
먼저 완성된 차가 달리는 모습부터 감상하시죠 ...





완성된 차를 보면 그렇게 보이지 않지만, 프로젝트의 규모가 굉장히 큽니다.  그래서 프로젝트를 다음과 같은 단계로 나누어 볼 수 있습니다.

  • 일단 가스화기기를 만드는 방법과 관련한 내용은 이 포스트에서 다루기 보다는 범용 오픈소스 가스화기 실험키트(Open Source Gasifier Experimenter's Kit, GEK)의 제작에 대한 글을 참고하시기 바랍니다.  CAD 파일을 포함한 모든 설계 및 제작과정이 개방되어 있고, 부품이 필요하면 주문을 할 수도 있습니다.
  • 일단 표준 GEK vessel을 제작해야 합니다.  이에 대한 글은 여기에 링크하겠습니다.
  • 표준 GEK vessel이 제작되었으면. 가스화기기와 같이 조립을 해야 합니다.  이에 대한 글은 여기에 링크하겠습니다.  이렇게 만들어진 GEK 기기를 이용해서 가스를 생산해서 운용하는 방법은 이곳에 설명되어 있습니다.
일단 GEK 가스화기가 만들어 졌으면, 차량의 연료 인젝터를 가스화기에서 만들어지는 신가스(syngas)가 주입되도록 연결해야 합니다.  사실 이 프로젝트에서는 가솔린으로도 움직일 수 있고, 가스화기에서 만들어지는 신가스도 쓸 수 있는 형태의 스위치를 달아서 2중 연료장치로 가동됩니다.



GEK 가스화기의 모습




GEK 가스화기 테스트하는 동영상




 GEK 가스화기를 놓을 수 있도록 트렁크에 자리를 만듭니다.



가스화기가 안정되게 자리를 잡을 수 있도록, 프레임을 만들어 설치합니다.


가스화기에서 만들어지는 신가스를 공기와 혼합을 하기 위해서 버터플라이 밸브를 제작합니다.  이를 통해 공기와 연료의 혼합비율을 운전석에서 조절할 수 있도록 서보 컨트롤(servo control)을 장치합니다.  2인치 직경의 PVC 파이프와 버터플라이 밸브, 그리고 알루미늄 로드와 서보 모터를 이용해서 이 장치를 만듭니다.



모터 컨트롤이 가능한 버터플라이 밸브가 장착된 공기/연료 믹서


이제 트렁크에 있는 가스화기에서 만들어지는 신가스를 엔진에 연결하는 작업을 합니다.  신가스는 차 후면에서 철로 만든 사각형 튜브를 이용해서 앞으로 전달됩니다.  서보 컨트롤 버터플라이 밸브를 엔진의 공기혼합기와 연결을 합니다.





최근에 만들어지는 자동차는 어떤 차나 ECU(Electronic Control Unit)가 있습니다.  그렇기 때문에, 이렇게 엄청나게 자동차를 개조한 경우에는 ECU를 교체하지 않으면 안됩니다.  그래서, 이 프로젝트를 위해 RCU(Reactor Control Unit)을 따로 제작해서 설치합니다.  기본적으로 혼다 어코드의 ECU를 그대로 쓰되, 연료 인젝션과 연료/공기 혼합과 관련된 제어부분만 바이패스하도록 조작하면 됩니다. 




이제 만들어진 GEK 가스화기를 장착합니다.  자동차 운행에 적합하도록 다양한 개조와 고체연료를 일정하게 공급할 수 있도록 강철 스크루 분쇄기 등이 추가된 자동차 엔진용 가스화기 입니다. 




이제 다 완성이 되었으니, 시운전을 해야겠지요?  앞서 동영상을 보셨으면 아시겠지만 아무 문제없이 운행이 가능합니다.  최고속도 시속 88마일(시속 140km)까지 가능하니 정상적인 가솔린 자동차와 비교해도 아무런 손색이 없네요 ...

파워랩의 이 연료장치와 모든 설계도와 이론 등은 모두 인터넷에 공개가 되어 있습니다.  국내에서도 관심있는 분들이 우리나라 차종 하나를 개조해서 움직이도록 할 수 있었으면 좋겠습니다.  앞으로 대체에너지가 주목받는 시점에 무척이나 참신한 시도가 아닐 수 없습니다.


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미래는 하이컨셉, 하이터치의 세계라고 합니다. 너무 메마르고 딱딱한 이야기보다는 글로벌 시대에 어울리는 세계 각국의 이야기, 그리고 의학과 과학을 포함한 미래에 대한 이야기의 세계로 여러분을 초대합니다.

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