항공유 대신 암모니아로 비행하는 제트기?

 

(The new ammonia propulsion system uses heat exchanger technology originally developed for Reaction Engines' Skylon spaceplane. Credit: Reaction Engines)

 앞서 소개드린 바 있는 리액션 엔진 (Reaction Engines)의 열교환식 엔진인 Synergetic Air-Breathing Rocket Engine (SABRE)이 극초음속 비행 이외에 새로운 가능성을 테스트하고 있습니다. 영국 과학 및 기술 장비 이사회 (Science and Technology Facilities Council (STFC))는 SABRE 엔진의 기술을 이용해서 일반적인 항공유 대신 암모니아를 연료로 사용하는 제트 엔진을 개발할 수 방법을 연구했습니다. 

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 뜬금없는 이야기 같지만, 암모니아 역시 연소가 가능한 연료입니다. 보통은 비료나 화약 등에 사용되기는 하지만, 항공기 및 로켓 연료로 사용된 역사도 있습니다. 역사상 가장 빠른 유인 항공기였던 X-15 실험기에 사용된 XLR99 로켓 엔진은 암모니아와 액체 산소를 연료로 사용했습니다. 이 항공기는 1960년대에 마하 6.7이라는 전무 후무한 기록을 세운 바 있습니다. 

 하지만 영국 정부가 암모니아 제트 엔진 개발에 관심을 보이는 이유는 속도 때문이 아니라 연소 후 질소와 물만 남는 친환경 연료이기 때문입니다. 냉각이 필요한 암모니아는 일반적인 항공유보다 다루기 까다운 연료이기는 하지만, 압력 용기 내부에 보관 못할 이유는 없습니다. 그보다 문제는 에너지 저장 밀도가 낮고 온도가 낮으며 연소가 쉽지 않다는 점입니다. 

 SABRE 엔진은 정교한 열교환 시스템을 지니고 있는데, 바로 이 시스템을 이용해서 암모니아를 기화시킨 후 STFC가 개발한 촉매를 통과시키면 수소가 생성되며 이 수소/암모니아 혼합 가스를 제트 엔진에서 연소시키면 상당한 추력을 얻을 수 있다는 것이 연구팀의 설명입니다. 현재는 기초 연구 단계이고 실제로 이런 방식으로 비행하는 항공기가 있는 건 아니지만, 독특한 발상 덕분에 눈길이 갑니다. 다만 암모니아 자체가 독성이 있어 과연 상업 항공기 연료로 사용될 수 있을지는 다소 의문입니다. 

 참고 

https://newatlas.com/aircraft/reaction-engines-ammonia-carbon-free-aviation-fuel/