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[서울경제 파퓰러사이언스] 산업혁명 시대의 총아 증기엔진이 혁신적인 자동차 엔진으로 화려하게 부활하고 있다. 내연기관의 기존 4행정에 증기기관의 2행정을 추가한 6행정 증기엔진이 바로 그 주인공. 미국의 경주용 자동차 엔지니어인 부르스 크로워는 최근 일반적인 디젤엔진에 증기엔진을 결합한 혁신적인 엔진을 개발했다. 이 엔진은 디젤엔진의 4행정 연소과정이 끝난 뒤 800℃ 이상의 초고온으로 달궈진 실린더에 물을 분사해 1,600배로 팽창하는 수증기를 만들어 내고, 이 수증기의 팽창력으로 재차 동력을 만들어 낸다. 이 엔진이 선 보이게 된 것은 대부분의 내연기관이 에너지의 4분의 3을 열로 낭비하고 있다는 것에서 출발한다. 현재의 일반적인 엔진은 실린더 안에 연료를 분사하는 흡입 단계에서부터 압축-폭발(연소)-배기로 이어지는 4행정 내연기관이다. 이때 엔진은 연료 폭발로 발생하는 힘만을 동력으로 사용하고, 열에너지는 거의 사용하지 못한다. 오히려 엔진을 식히는 데 추가적인 동력이 소모되기도 한다. 크로워의 새로운 엔진은 4행정의 디젤엔진에 2행정의 증기엔진을 결합시킨 것으로 디젤엔진의 4행정 연소과정이 끝난 뒤 800℃ 이상의 초고온으로 달궈진 실린더에 물을 분사해 1,600배로 팽창하는 수증기를 만들어 낸다. 이어 수증기는 팽창력으로 실린더의 피스톤을 밀어내는 동력을 만들어 내고, 피스톤이 밀어 올려지면 수증기를 응축기로 배출해 새롭게 주입할 물로 재활용한다. 8마력짜리 단일 실린더 엔진을 개조한 프로토타입 엔진의 경우 4행정의 내연기관에 증기엔진 2행정을 추가함으로써 휘발유의 경유 1 갤론 당 40%, 디젤은 5% 이상의 추가 효율을 얻어낸다. 특히 동일한 연료로부터 더 많은 출력을 뽑아내 자동차를 더 빨리 가게 할 수 있다. 크로워가 개발한 기술의 최대 장점은 이미 실용화된 기술을 응용함으로써 즉시 활용이 가능하다는 점이다. 수소연료 전지 자동차처럼 기술이 성숙되기를 기다릴 필요가 없다는 것이다. 크로워는 현재 이 기술에 관한 특허출원을 진행 중으로 특허등록이 완료되면 이를 최대한 활용할 수 있는 기업에 넘겨줄 계획이다.
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