탄소 나노튜브 복합 탱크, 소방관 하중 줄여 구조 효율성 향상

혁신적인 경량화로 소방관 부담 대폭 감소

화재 진압 시 소방관이 등에 메고 다니는 고압 압축 공기 탱크는 복합 소재 사용으로 점차 가벼워졌지만, 여전히 평균 약 27kg(59파운드 이상)으로 무겁습니다. 탄소 나노튜브 제조사 OCSiAl(룩셈부르크 레우델란주, 미국 오하이오 콜럼버스)에 따르면, 자사의 TUBALL 단일벽 탄소 나노튜브(그래핀 나노튜브)를 활용해 복합 탱크 기업 Techplast(폴란드 비에프시)가 2.8kg(6.1파운드) 미만의 초경량 탱크를 개발했습니다.

3층 구조로 안전성과 경량화 동시 달성

6.8리터 용량의 이 탱크는 PET 라이너, TUBALL 나노소재가 에폭시 매트릭스 내에 분산된 탄소섬유/에폭시 탱크, 외부 에폭시 코팅의 3층 구조로 이루어져 있습니다.

OCSiAl은 실린더의 가벼운 무게 덕분에 소방관이 더 빠르게 이동할 수 있어 비상 상황에서 시간을 절약할 수 있다고 설명합니다. 또한 운송 시 에너지 및 연료 소비도 줄어듭니다.

충격 저항성 30% 향상, 세계 최경량 300bar 실린더 탄생

Techplast의 R&D 리더 Piotr Saferna는 "그래핀 나노튜브를 복합 보강재로 도입하면 층간 전단 강도(ILSS)가 향상되어 실린더 충격 테스트 결과 파열 압력 수준이 최대 30% 증가한다"고 말합니다. "이 놀라운 충격 저항성 향상 덕분에 기계적 특성을 유지하면서 실린더 무게를 줄일 수 있었고, 그 결과 300bar 작동 압력 기준 세계에서 가장 가벼운 6.8리터 실린더가 탄생했습니다. 보호 부착물과 코팅을 포함한 SAFERnano 실린더의 총 질량은 2.8kg 미만입니다. 이 차세대 실린더는 경쟁 제품 대비 최대 75%, 자사 이전 세대 제품 대비 15%의 무게 감량을 달성했습니다."

3년간의 연구 개발 끝에 TÜV 인증 획득

OCSiAl에 따르면 Techplast의 R&D 팀은 SAFERnano 복합 실린더 개발에 3년을 투자했으며, 현재 전 세계적으로 공급되고 있습니다. 최근 TÜV 인증을 획득해 공기, 산소, 질소, 이산화탄소 등 다양한 가스 저장에 대한 국제 안전 기준을 완전히 준수함을 입증했습니다.

수소 연료전지 자동차용 대용량 저장 탱크로 확장 가능성

현재 소방 구조 및 응급 산업에 적용되는 것 외에도, 최대 350리터 용량의 SAFERnano 실린더는 수소 연료전지 자동차의 연료 저장 용도로도 잠재력을 보여주고 있습니다.