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“수초 내 배터리 화재 막는다” 파이어킴(주)

FK-5-1-12 소화약제 활용한 ‘배터리 화재진압용 소화장치’
7년간 쌓아온 실험 데이터… 맞춤형 소화장치 솔루션 제공

최누리 기자 | 기사입력 2022/11/22 [10:04]

“수초 내 배터리 화재 막는다” 파이어킴(주)

FK-5-1-12 소화약제 활용한 ‘배터리 화재진압용 소화장치’
7년간 쌓아온 실험 데이터… 맞춤형 소화장치 솔루션 제공

최누리 기자 | 입력 : 2022/11/22 [10:04]

▲ 파이어킴의 ‘배터리 화재진압용 소화장치(가칭Ants)’  © 파이어킴 제공


[FPN 최누리 기자] = 지난달 15일 판교 데이터센터 화재로 카카오 서비스가 먹통이 되면서 큰 혼란을 빚었다. 이 불은 무정전전원장치(UPS) 백업용 배터리에서 시작된 것으로 알려졌다. 당시 자동소화설비가 작동했지만 초기 진화엔 실패했다. 

 

배터리 화재에 대한 우려가 큰 가운데 국내 스타트업인 파이어킴(주)(대표 김병열)가 수초 내 배터리 화재를 진압할 수 있는 소화장치 공급을 선언하고 나서 주목을 받는다. 

 

파이어킴(주)(대표 김병열)에 따르면 ‘배터리 화재진압용 소화장치(가칭 Ants)’는 별도 전원공급 없이도 배터리 열폭주 시 열이 주변 배터리 셀로 퍼지지 않도록 막아준다. 

 

지난 2016년 설립된 파이어킴은 소공간용 소화용구 ‘STICK’과 실시간 온도ㆍ습도ㆍ연기 감지 모니터링이 가능한 ‘SENSOR+’, 중ㆍ대형공간에 적용 가능한 ‘RED BLOCK’ 등 자동소화장치를 개발ㆍ제조한다.

 

파이어킴이 개발한 소화장치는 소화캡슐과 화염ㆍ열 방출 차단 커버 등으로 구성된다. 배터리 내부 온도가 설계온도에 도달하면 차단 커버에 설치된 소화캡슐이 터지면서 소화약제를 분사하는 방식으로 불을 끈다. 수초 내 90% 이상의 소화약제를 방출하는 만큼 반응 속도가 매우 빠르다는 게 파이어킴 설명이다. 

 

소화장치에는 FK-5-1-12 할로겐 화합물 소화약제, 일명 노벡(Novec 1230)이 적용됐다. 이 소화약제는 ‘젖지 않는 물’로 불리며 물보다 50배 빨리 기화돼 주변 열을 급격히 낮추고 열전이 등 연쇄반응을 차단해준다. 또 ▲오존파괴지수(ODP) 0 ▲지구온난화지수(GWP) 1 ▲대기잔류년수(ALT) 0.014 등으로 환경에 미치는 영향이 매우 적다.

 

김병열 대표는 “이 소화장치에는 소화캡슐이 터지면 자체 압력에 의해 소화약제가 순식간에 분사되고 배터리 내부로 빠르게 침투해 발화 셀과 주변 온도를 신속히 냉각시키는 동시에 불길이 주변 셀로 옮겨붙지 않도록 막아주는 특수 기술이 적용됐다”며 “지금까지 축적한 데이터 덕분에 최적의 화재진압 솔루션을 개발할 수 있었다”고 설명했다. 

 

“비결은 7년간 쌓은 실험 데이터”

▲ 배터리 대상 열폭주 발생 온도, 가스량, 소화약제 투여량 등에 따른 진압 실험  © 파이어킴

 

이차전지로 많이 사용되는 리튬이온배터리는 양극과 흑연으로 이뤄진 음극, 이온의 이동 통로인 전해액, 합성수지로 만들어진 분리막 등으로 구성된다. 전해액에는 휘발성 용매가 사용돼 화재와 폭발에 취약하다는 게 파이어킴 설명이다. 

 

또 과충전이나 전지 내부의 단락 등으로 배터리 셀 분리막이 파손되면 가스 생성과 함께 불이 붙으며 주변 셀들로 옮겨붙는다. 이후 최대 1천℃ 이상 올라가는 열폭주 현상이 발생하면서 화재ㆍ폭발로 이어진다. 배터리 화재 진화에 상당한 시간이 걸릴 수밖에 없는 이유다.

 

파이어킴은 7년간 수억원에 달하는 배터리를 구매해 관련 실험을 진행해왔다. 최적의 배터리 화재진압 솔루션을 만들겠다는 목표 실현을 위해서다.

 

▲ 충북 청주시엔 자체 방폭설비 등을 갖춘 487㎡ 규모의 파이어킴 공장이 있다. 파이어킴은 이곳에서 배터리에 열폭주와 가스량, 소화약제 투여량에 따른 진화 여부 등 실험을 진행하고 있다.     ©최누리 기자

 

이를 위해 충북 청주시에 자체 방폭설비 등을 갖춘 487㎡ 규모의 공장을 마련했다. 각형ㆍ파우치형ㆍ원통형 등 제조사별 배터리를 대상으로 열폭주 발생 온도와 가스량, 소화약제 투여량 등에 따른 진압 실험을 진행하고 데이터를 분석하고 있다. 충전 상태별 화재 발생 조건 등을 분석하기 위한 실험도 수행 중이다.

 

김병열 대표는 “배터리 화재 시 모든 셀에서 한꺼번에 불이 나는 게 아니다. 한 셀에서 시작해 불길이 주변 셀로 옮겨붙으면서 화재ㆍ폭발로 이어진다”며 “그만큼 초기 발화 셀을 잡는 게 중요하다”고 강조했다. 

 

이어 “첫 실험에선 1개 발화 셀을 진화했지만 점차 개수를 늘려가면서 제품 완성도를 높여왔다”면서 “현재는 완성차ㆍ배터리 관련 제조사들과 함께 전기차용 자동소화시스템 개발 프로젝트를 진행하는 등 기술력을 인정받고 있다”고 설명했다. 

 

설치 환경 조건 따라 ‘맞춤형 소화장치’ 제조

배터리는 대부분 철제 케이스로 덮여 있어 내부에 소화캡슐을 적용하기 까다롭다. 제조사별로 특징과 설계 방식 등이 달라 열폭주 발생 시점을 고려한 소화캡슐의 작동 온도ㆍ형태 등도 중요하다. 

 

파이어킴은 배터리를 적용하는 사용자 환경과 요구에 따라 자동소화장치의 설계부터 제조까지 가능한 맞춤형 소화장치 공급 체계를 갖추고 있다.

 

김병열 대표는 “산업 현장 곳곳에서 다양한 배터리가 사용되면서 제조사별 설치 규격과 환경 등 조건이 제각각”이라며 “지금까지 축적한 제조사별 배터리 열폭주 분석 결과를 통해 소화캡슐 반응 온도와 파열 압력 등을 최적화했다. 이를 토대로 맞춤형 제작 서비스를 제공하고 있다”고 말했다.

 

파이어킴은 이번에 개발한 ‘배터리 화재진압용 소화장치’ 공급을 확대하는 등 적용 범위를 넓혀 나갈 계획이다. 

 

최누리 기자 nuri@fpn119.co.kr   

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