일본은 수소 이용 확대에 박차를 가하고 있는 가운데 자동차부품 생산기업 Yachiyo Industry가 연료전지자동차(FCV)용 수소탱크를 개발해 주목받고 있다.
수지로 만든 라이너에 탄소섬유를 휘감은 타입 4 복합용기로 지름 425mm, 길이 914mm, 용량 79리터로 파악되고 있다.
수소충전소용 축압기도 대형 타입4 용기를 개발했으며 지름 400mm, 길이 4000mm에 무게 390kg 이하를 실현했다.
타입4 용기는 철제 및 알루미늄 라이너 베이스 용기에 비해 무게가 가볍고 코스트다운이 가능한 것으로 알려졌다.
Yachiyo Industry는 주력제품인 수지 베이스 연료탱크 기술 노하우를 바탕으로 다양한 에너지원 저장장치를 생산하는 「Energy Storage」 사업을 운영하고 있다.
2006년부터 수지 베이스 라이너에 탄소섬유를 휘감은 수지 베이스 복합용기를 개발하기 시작해 가볍고 내구성이 뛰어난 액화석유가스(LPG)용 복합용기를 실용화함과 동시에 대형 축압기 및 수소탱크에 대한 연구개발을 진행했다.
구체적으로는 수지 라이너의 구조 및 제조공법, 사용할 소재 선정, 수소가 누출되지 않는 금속마개 구조 등을 검토했으며 LPG용 복합용기 개발을 통해 탄소섬유 필라멘트 와인딩(Filament Widing) 기술 등을 축적했다.
수소충전소용 축압기는 상용압력 82MPa, 바깥지름 400×1200mm, 용량 70L인 용기를 공급하고 있는 가운데 최근 설계압력 95MPa에 상용압력 82MPa, 최소파열압력 223MPa, 용량 280L인 용기를 새롭게 개발했다.
라이너는 압출공법에 따른 동체 부분의 양쪽 끝에 사출성형부품을 열판 용착한 구조이며 탄소섬유를 휘감음으로써 강도를 확보했다.
FCV용 수소탱크는 기술 노하우를 바탕으로 독자구조를 개발함으로써 공칭작동압력 70MPa, 최소파열압력 157.5MPa을 실현했다.
일본에서는 Toyota Motor를 포함한 11사가 「일본 수소충전소 네트워크 합동협회(JHyM)」를 설립해 수소 이용을 확대하기 위한 대책을 본격화하고 있으며, 특히 코스트다운에 주력하고 있다.
일본 정부가 책정한 「수소기본전략」도 수소충전소와 관련해 2020년까지 코스트를 50%로 감축하겠다는 목표를 포함하고 있다.
축압기는 철제인 타입1, 철과 CFRP(탄소섬유강화수지)를 복합 사용한 타입2, 알루미늄과 CFRP를 복합 사용한 타입3, 수지와 CFRP를 복합 사용한 타입4가 있으며 Yachiyo Industry가 신규 개발한 타입4는 다른 축압기에 비해 무게가 가볍고 지붕 등에 설치할 수 있는 이점이 있다.
Yachiyo Industry는 자동차용 연료탱크를 통해 축적한 기술 및 노하우를 바탕으로 조기에 사업화를 완료할 방침이다.