생기원, 접근 어려운 특수화재 조기에 잡는 '소화탄' 개발 나서

가스하이트레이트 분말을 투입, 불을 끄는 실험 모습.
<가스하이트레이트 분말을 투입, 불을 끄는 실험 모습.>

한국생산기술연구원(원장 이낙규)는 접근이 어려운 화재현장에서도 신속·정확하게 불을 끌 수 있는 '가스 하이드레이트' 소화탄 개발을 추진한다.

이주동 생기원 에너지소재부품연구그룹 박사팀은 소방·방재용 가스를 함유한 가스 하이드레이트 소화탄을 제조하해 국가 차원 현장 적용을 위한 기술 개발에 착수한다고 24일 밝혔다.

동해 해저에 묻힌 것으로 알려진 가스하이드레이트는 저온·고압 상태에서 메탄이 물 분자 안에 결합된 결정체다. 연구팀은 메탄 대신 소화가스를 저장, 불을 끌 수 있도록 했다.

물 분자 수소결합이 고압용기 역할을 해 별도 저장용기 없이도 많은 소화가스를 저장할 수 있다. 소화가스가 압축된 고체형태 가스하이드레이트는 얼음과 비슷한 결정 구조를 가져 휴대성·기동성이 높다. 산지, 초고층건물, 해양플랜트 등 사람이 접근하기 어려운 특수화재 현장에도 휴대해 신속하게 이동할 수 있다.

특히 펌프 성능 한계로 15층 이상 물을 분사할 수 없는 초고층건물의 경우 드론 등에 탑재해 화재 현장에 투척할 수 있다. 대형화재로 번지기 전 초기 진화가 가능할 전망이다.

소화가스는 오존층을 파괴하지 않는 할로겐족 소화가스를 사용하는데, HFC-125 등 청정 소화가스는 절연성이 뛰어나고 화염에 대한 연쇄 반응 차단 효과도 크다.

나노크기의 가스하이드레이트 결정 구조 내에 청정 소화가스를 물리적으로 포획시킨 형태로, 화염에 닿으면 가스하이드레이트가 녹으면서 물과 소화가스가 분출돼 불을 끌 수 있다. 주위 열을 흡수하는 성질도 띠고 있어 진화에 특히 유리하다. 가스하이드레이트 1㎏ 당 약 300~500킬로줄(kJ) 열을 흡수한다. 1kJ은 1000줄(J)이다. 1J은 1뉴턴의 힘으로 물체를 1m 이동시켰을 때 에너지에 해당한다.

이주동 박사는 “오랜 기간 가스하이드레이트 응용연구를 진행해 오던 중 물의 격자구조 내에 다량의 소화가스가 충진되는 현상을 확인하고 소화탄 기술을 연구하게 됐다”며 ”특수화재 현장의 소방·방재 시스템을 구축하는 R&D를 통해 대형화재로부터 국민의 안전과 재산을 지키는 데 기여하고 싶다”고 밝혔다.

김영준기자 kyj85@etnews.com