레이저로 누출 방지: 수소 탱크의 안전성 확보

수소는 가볍고, 청정하며 사실상 무한히 활용 가능한 차세대 에너지 운반체로 평가됩니다. 그러나 겉보기에는 단순한 이 원소에는 기술적 난제가 존재합니다. 수소는 영하 253°C에서만 액체 상태를 유지하며, 기체 상태에서는 막대한 저장 공간이 필요합니다. 자동차나 산업 설비에 활용할 경우 차세대 에너지 운반체로 기대되는 수소는 바로 기술적 도전과제로 직면하게 됩니다. 신생 테크놀로지 기업 NITIU는 바로 이 점을 바꾸고자 합니다. 이 기업은 등방성 경량 구조(ILS®)를 개발했습니다, 수많은 사면체(Tetraedern)로 이루어진 특허받은 금속 격자로, 극도로 가벼우면서도 뛰어난 강도를 자랑합니다. 등방성(isotrop)이라는 뜻은 구조가 모든 방향에서 동일하게 반응한다는 의미로, 어떤 방향에서 가해지는 힘도 균일하게 흡수할 수 있습니다. 바로 이 특성이 모든 방향에서 가해지는 하중을 견디면서 수소를 특히 효율적으로 저장할 수 있는 혁신적인 수소 탱크의 이상적인 기반이 됩니다. 이 혁신적인 콘셉트를 구현하기 위해, NITIU 기업은 레이저 기술을 활용합니다. 

"제가 NITIU에 입사한 4년 전만 해도, 레이저 가공은 아직 큰 역할을 하지 않았습니다"라고 이 기업의 기술 담당 이사 Joseph Hainsworth는 설명합니다. "하지만 저는 레이저가 우리의 구조를 정밀하게 연결하고, 구조의 안전성을 극대화하는 핵심이라는 것을 빠르게 깨달았습니다." 툴을 정확히 활용하기 위해,  Hainsworth 와 그의 팀은 ILS® 구조물의 테스트와 추가 개발에 맞춘 자체 레이저 실험실을 원했습니다. "우리는 독립적으로 작업하며 품질을 향상시키고, 개발 주기를 획기적으로 단축하는 것을 목표로 했습니다"라고 Hainsworth는 설명합니다. 적합한 테크놀로지를 찾기 위해, 그는 1년 동안 유럽 전역을 여행했습니다.  

그는 TRUMPF에서 해결책을 찾았습니다. "기계를 주문하기 약 6개월 전에, 우리는 TRUMPF 레이저 전문가들과 집중적인 대화를 시작했습니다"라고 Hainsworth는 회상합니다. "우리는 시스템이 유연하고 서로 보완할 수 있어야 한다는 점을 중요하게 생각했습니다. 그리고 그들은 바로 그 점을 이해했습니다." 새로운 레이저 실험실의 핵심은 TruLaser Cell 3000 및 TruLaser Weld 5000이며 이는 정밀한 2D 및 3D 용접을 위한 PFO 3D 광학장치(프로그래밍 가능한 초점 광학장치)가 장착되어 있습니다. 이 조합은 TRUMPF가 NITIU에 맞게 특별히 조정한 것입니다. 광학장치는 정밀하게 조정 가능한 미러를 갖추고 있어, 레이저가 3D 공간 내에서 자유롭게 이동할 수 있도록 합니다. "놀랍도록 정확하게, 그리고 믿을 수 없을 만큼 빠르게 수행합니다"라고 Hainsworth는 말합니다. "이 광학장치는 우리가 지금까지 사용한 가장 유연한 컴포넌트입니다." 

레이저 실험실이 개설된 이후, NITIU에서의 작업 방식은 눈에 띄게 변화했습니다. "예전에는 콘셉트 내의 변경내용을 테스트하는 데 몇 주가 걸렸습니다. 현재 우리는 아침에 실험실에 가서 뭔가를 시험해보고, 다음 날 바로 이를 적용할 수 있습니다"라고 Hainsworth는 만족해하며 말합니다. "품질은 향상되고, 프로세스는 더 안정적이며, 우리는 끊임없이 배우고 있습니다." TRUMPF는 NITIU의 작업 흐름에 정확히 맞춰 시스템을 조정했고, 모든 컴포넌트를 완전한 턴키 솔루션으로 통합했습니다. "우리는 다양한 공급업체에 의뢰할 수도 있었습니다"라고 Hainsworth는 설명합니다. "단일 소스에서 제공되는 TRUMPF의 콘셉트가 결정적이었습니다. 덕분에 우리는 우리의 테크놀로지, 즉 우리가 가장 잘할 수 있는 부분에 집중할 수 있었습니다." 

새로운 레이저 센터를 통해 NITIU는 효율적이며, 가벼우며, 안전한 수소 탱크를 향해 큰 걸음을 내딛었습니다. 비전으로 시작했던 것이 이제 형태를 갖추어 가고 있습니다 – 가볍고, 안정적이며, 레이저로 제조. "가끔 나는 이걸 믿을 수 없어서 찌르기도 합니다"라고 Hainsworth는 말하며 웃습니다. "이건 정말 최고입니다."