PSS, '수소통' 없이 수소 양 확인할 혁신 제품 개발

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KAIST서 기술이전…美·日·中 등 특허등록 완료
공기 중 산소 활용해 별도 가스통 필요 없어

번거로운 수소 가스통 없이 수소 양을 알 수 있는 새로운 방법이 개발, 산업화됐다.

PSS(대표 박종욱)는 표준 수소 가스통과 같은 기준이 필요 없는 센서(Park sensor) 기술을 적용한 제품 생산에 나섰다고 18일 밝혔다.

수소 누설감지용 센서 확대모습
<수소 누설감지용 센서 확대모습>

적용 기술은 기존 수소측정 방법에 혁신을 가져올 기술이다. 지금까지 대부분 전기화학적 수소 측정방법에는 기준이 필요했다. 고체 전해질을 사이에 두고 전극 두 개를 연결, 한쪽에는 기준 역할을 하는 수소 가스통을 연결하는 방법이 대표적이다. 기준과 측정 대상의 수소 농도가 다를 경우 수소 이온이 전해질 표면으로 모여드는데, 이때 전해질 내 전압이 발생하는 원리를 활용했다.

반면에 PSS 적용 기술은 고체 전해질에 산소이온전해질을 접합하는 새로운 방식이다. 수소 대신 산소를 활용한다. 산소는 공기 중에 충분히 존재하기 때문에, 기존과 달리 별도 가스통이 필요 없다. 미국, 일본, 중국, 유럽 등지에 특허 등록을 마쳤다.

박 대표가 한국과학기술원(KAIST)에서 2010년 이를 고안했다. 박 대표는 현재 KAIST 명예교수로, 2015년 교원창업으로 PSS를 설립했다.

변압기 용존수소 측정장치(트랜스와치 H)의 모습
<변압기 용존수소 측정장치(트랜스와치 H)의 모습>

PSS는 기술을 이전받아 총 세 가지 형태로 응용제품을 개발했다. 첫 번째는 공기 중 누설 수소를 측정하는 세라믹 칩 형태다. 전극과 전해질 구조를 소형화해 경제적이고 사용이 편리하다는 장점이 있다. 가로세로 1.7㎜ 크기다. 수소저장소나 수소차 등 다양한 분야에서 쓸 수 있다.

두 번째는 변압기 절연유에 녹아있는 수소 양을 측정, 변압기 상태를 상시 측정하고 폭발 위험을 막는 장치다. 절연유는 전기 스파크 영향으로 화학결합이 파괴될 때 수소를 발생시키는데, 이를 파악할 수 있게 한다.

알루미늄 용탕 내 용존수소 측정장치(Alpro H)
<알루미늄 용탕 내 용존수소 측정장치(Alpro H)>

세 번째 형태는 알루미늄 주조 현장에서 활용 가능하다. 알루미늄 강도를 낮추는 내부 수소를 확인하는 데 쓰인다. 알루미늄을 녹인 용탕 내 수소 양을 측정한다.

박 대표는 “산소를 이용하는 새로운 방법을 발견하고 이해하는데 10년의 시간이 걸렸고, 헤아릴 수없이 많은 실험을 거쳤다”며 “우리 기술과 제품이 많은 기업에서 활용되기 바란다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com