액화수소 저장탱크

배경기술

수소연료는 친환경 대체 에너지원으로 주목받고 있으며, 이를 효율적으로 저장하기 위한 방법 중 액화수소 저장 방식이 부피 및 경제성 측면에서 유리하여 널리 활용되고 있습니다. 다만 액화수소는 -253℃의 극저온에서 저장되어야 하며, 온도가 상승하면 쉽게 기화되므로 저장탱크의 단열 성능이 매우 중요합니다. 기존 일반적인 탱크 형태는 부피가 커 운반이 어렵고, 탱크 내 지점별 온도 불균일 및 단열 효과 미비 등의 한계가 있었습니다.

해결 과제

본 발명은 액화수소를 저장하는 저장탱크를 도넛 형상으로 제조하여 운송을 용이하게 하고, 진공층을 형성하여 탱크의 견고함을 유지하면서 무게를 경감시키며, 냉매를 저장하는 제2 탱크부가 액화수소가 저장된 제1 탱크부를 감싸는 구조를 통해 온도 유지 성능을 향상시키고, 단열 코팅층을 통해 단열성을 극대화하는 것을 목적으로 합니다.

구성

• 제1 탱크부: 중공부가 형성된 도넛 형상으로, 내부에 액화수소를 저장
• 제2 탱크부(제2-1, 제2-2 탱크부): 제1 탱크부의 외면을 상부/하부에서 각각 감싸는 도넛 형상으로, 냉매가 저장되며 열교환을 통해 액화수소 온도를 일정하게 유지
  • 내벽, 외벽, 진공벽, 지지벽으로 구성되어 진공층을 형성, 탱크 두께 및 무게 절감
• 수용부 및 고정부: 제2-1 탱크부와 제2-2 탱크부의 결합부에 홈과 돌출핀 구조를 적용하여 1차/2차 다단 고정 구조 구현
• 가압부 및 틸팅부(다른 실시예): 제2-1/제2-2 탱크부 결합 시 냉매 저장 공간이 상호 연통되도록 하는 유로 형성 구조
• 바(Bar) 삽입 구조: 탱크 중공부에 바를 삽입하여 복수 개의 탱크를 동시에 수송 가능
• 단열 코팅층: 수계 용매, 고분자 수지, 에어로겔 및 특정 화학식 화합물을 포함하는 단열 코팅 조성물로 제2 탱크부 외면을 코팅하여 낮은 열전도도와 높은 열용량, 우수한 박리강도(접착력) 구현

효과

• 도넛 형상 구조로 액화수소 저장탱크의 수송성 및 운송 편의성 향상
• 제1 탱크부를 감싸는 냉매 저장 제2 탱크부 구조로 열교환 효율 극대화 및 온도 균일성 확보
• 진공층 형성을 통한 원가 절감 및 탱크 무게 약 1/10 절감으로 수송 효율 및 안전성 증대
• 수용부·고정부 구조를 통한 탱크 결합 지지성 향상
• 가압부·틸팅부 구조로 작업자의 별도 작업 없이 냉매 유로 자동 형성, 조립·해체 용이성 향상
• 단열 코팅층 적용으로 기존 단열재 대비 단열 성능 및 접착력 극대화