316L STS 소재를 기반으로 단조가공해 제작
초저온 ISO 컨테이너 및 수소연료전지 선박·자동차 등 관련 산업군으로 사업 범위 확장

국내 최대 산업용 밸브 전문기업 피케이밸브앤엔지니어링(대표이사 전영찬, 이하 피케이밸브)이 국내 최초로 액화수소용 밸브를 개발했다.

피케이밸브가 개발한 ‘액화수소용 3인치 글로브 밸브’는 영하 253℃ 환경의 액화수소 저장 용기에 바로 적용할 수 있는 316L STS 소재를 기반으로 단조가공을 통해 제작됐다. 열전달에 대한 연구에서부터 콘셉트 설계, 단열 성능 확보를 위한 장치 설계, 열전달 시뮬레이션, 시제품 생산 및 성능 테스트 등 약 3년 간의 연구개발을 거쳐 완성됐다. 수소 분야의 대표적인 글로벌 인증기관 독일 TUV로부터 초저온(-196℃) 시험을 완료했으며 유체 누설 및 차단 정도를 점검하는 셸 테스트(Shell test)와 시트 테스트(Seat test)에서 모두 허용치보다 낮은 제로 상태(Zero leakage)로 합격했다.

수소는 영하 253℃의 극저온에서 액화하기 때문에, 그 이상의 온도에서는 지속적으로 기화되는 성질을 가지고 있다. 따라서 액화수소용 밸브는 기화 가스 발생을 최소화해 액화수소를 안정적으로 유지하는 기술력이 핵심이다. 고난도의 기술이 필요하다 보니, 국내에서는 현재 수입산만 사용되고 있는 실정이다. 피케이밸브는 자체 기술력을 통해 대류, 복사, 전도 등 열전달을 차단하는 설계를 진행했다. 다시 말해 밸브 외부에 자켓을 설치해 고진공을 유지할 수 있는 구조를 만들고, MLI(Multi-Layer Insulation, 다층박막단열재)의 두께 등을 최적의 상태로 구현한 것이다.

피케이밸브는 이 액화수소용 3인치 글로브 밸브를 국내 최초 액화수소 전문기업 하이리움 산업에 납품했다. 하이리움 산업은 현재 미국에 공급할 액화수소 저장용 탱크를 제작하고 있으며, 피케이밸브가 개발한 밸브는 해당 탱크를 비롯해 미국의 액화수소 충전소 등에 설치될 예정이다. 개발과 동시에 미국 수출길에 오른 것으로, 피케이밸브는 내년 초 미국에서 탱크 실증 시험을 마친 후 국내외 사업을 본격화한다는 방침이다.

피케이밸브앤엔지니어링 전영찬 대표는 “수소는 친환경 미래 에너지로 각광받으며 국내외 수요가 증가하고 있지만, 국내에서 액체 수소는 기체 수소와 달리 인프라가 많이 부족한 상황”이라며 “피케이밸브는 대륙 간 및 육상 수송에 필수적인 액화수소 시장에 선제적으로 대응하기 위해 액화수소용 밸브를 국내 최초로 선보이게 됐다”고 말했다.

이어 “대용량 저장 설비에 적용한 기술력을 토대로, 초저온 국제표준 컨테이너(ISO 컨테이너), 수소연료전지 선박과 자동차 등 관련 산업군으로 사업 범위를 확장하며 액화수소 인프라 보급에 박차를 가할 것”이라고 덧붙였다.

한편 피케이밸브앤엔지니어링은 76년 업력의 국내 최대 산업용 밸브 회사로 초저온용 밸브, 고온·고압용 밸브 국산화에 성공하며 세계 70여 개 국가에 제품을 공급하고 있다. 전 세계 LNG 선박용 초저온 버터플라이 밸브 시장의 80%를 차지할 만큼 뛰어난 기술력을 갖추고 있다. 2020년 STX에 인수됐다.