[월간수소경제 박상우 기자] 미국의 포드자동차가 수소엔진 개발에 착수했다.

미국의 자동차 전문 매체인 머슬카앤트럭(Muscle Cars and Truck)에 따르면 포드는 최근 미국 특허청(USPTO)에 터보차저 수소엔진에 대한 특허를 출원했다.

포드가 특허청에 제출한 자료에 따르면 포드는 터보차저 수소엔진이 토크 수요에 따라 광범위한 람다값에 걸쳐 작동할 수 있는 연소 방식을 개발했다. 

람다는 공기량과 연료량의 비율을 말하는 공연비의 실제공연비와 이론공연비의 비율을 일컫는 것으로 가솔린 엔진의 경우 1보다 작으면 연료가 농후하거나 공기가 부족하다고, 1보다 크면 연료가 희박하거나 공기가 과다하다고 본다.

포드는 2.00을 초과하는 람다값을 기반으로 터보차저 수소엔진의 수소연소방법을 연구할 것으로 보인다. 이는 공기량과 연료량의 비율이 68:1이라는 것을 의미한다. 즉 엔진이 수소의 화학량론적 연소에 필요한 공기량의 두 배 이상을 사용해 극도로 희박한 상태에서 작동할 수 있음을 의미한다.

수소연소 방법이 작동하려면 직접 분사로 수소가 연소실의 상류에서 공기/연료를 혼합하는 포트 분사를 사용하는 것과 비교해 연료와 공기가 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 이와 함께 포드는 내연기관 엔진처럼 배기가스재순환장치(EGR)와 밸브 타이밍을 사용해 연소 프로세스를 제어할 계획이다. 

포드는 또 특허에서 수소엔진이 하이브리드 파워트레인의 일부일 수 있다며 엔진과 변속기 사이에 직렬로 배치된 모터-제너레이터 장치가 포함된 예시를 공개했다. 극희박공기/연료 혼합물을 모터-제너레이터와 연결하는 것은 2.00을 초과하는 수소-공기 혼합물의 에너지 밀도가 화학측정법보다 극히 낮아 유리하다.

포드가 이같이 수소엔진 특허를 출원했으나 수소엔진을 탑재한 차량을 언제 출시할지는 가늠하기가 어렵다.