“소방연구원 문의 끝에 작년 예선탈락 설욕했죠”

[제임스 다이슨 어워드 국내 우승자 신용환씨]

제임스 다이슨 어워드 2023 국내 우승자인 신용환 씨가 우승작 ‘시소’를 설명하고 있다. 다이슨 제공

다이슨이 매년 진행하는 국제 엔지니어링 및 디자인 공모전인 ‘제임스 다이슨 어워드 2023’ 국내전이 올해도 188건의 치열한 경쟁 속에 치러졌다. 우승자는 전기차 화재를 효과적으로 진압할 수 있는 도구 ‘시소’를 발명한 홍익대 산업디자인 전공 신용환 씨다. 다음은 일문일답.

Q1. 우승작 ‘시소(Seesaw)’를 간략히 설명해 달라.

시소는 전기차 화재의 소방 문제를 해결하는 제품이다. 지렛대 원리를 이용해 소방관들이 배터리 팩 내부의 화재를 빠르고 안전하고 쉽게 끌 수 있도록 할 뿐 아니라 가격도 기존 전기차 소방 제품에 비해 매우 낮다.

Q2. 시소가 어떤 사회 문제를 해결할 수 있을까.

전기차 화재와 진화의 어려움은 국내 뿐 아니라 세계적인 문제로 대두되고 있다. 빈도는 매년 2배씩 증가하고 있으며 이는 전기차 판매 대수와 비례한다. 화재가 발생하면 전기차는 리튬이온배터리 열폭주 현상 때문에 진압이 어렵고 평균 진화 시간은 27분, 소방 인력은 33.4명이나 투입된다. 내연기관차의 경우 엔진룸 부속품과 내부 내장재에 직접 물을 뿌려 신속히 화재를 진압할 수 있다. 반면 전기차는 배터리팩 내부로 물을 분사할 수 없어, 외부에서 배터리 팩을 냉각하는 간접 진화 방식을 이용해야 한다. 이에 더해 최근 충전 중 발생하는 전기차 화재는 주변 차량부터 건물 또는 아파트, 인명에 피해를 입히는 등 사회적 위험 요소가 되어 소비자 뿐 아니라 공공적 불안감이 커지고 있다.

기존의 전기차 화재 진압용 소방 제품도 있지만 긴 관창 노즐로 차량 내부를 관통해 배터리 팩에 직접 주입하는 방식으로, 소방관이 차량에 가까이 접근해야하는 안전상 문제가 있다. 시소와 같은 하부 관통 방법을 적용한 제품도 있지만 장비가 복잡하고 단가가 높다. 이런 문제에 착안해 배터리팩 내부 화재를 보다 빠르고, 안전하게 해결하기 위해 시소를 개발하게 됐다.

Q3. 시소의 장점도 자세히 설명해 달라.

가볍고, 휴대성이 좋고, 설치가 쉽고, 비용이 저렴하다. 직관적이고 효과적인 지렛대 원리로 해머 타격 운동 에너지의 3배 이상의 힘으로 배터리 팩을 관통하고, 빠르게 물을 주입한다. 먼저 출동한 소방관은 화재 전기차 하단 배터리 팩에 시소의 타공 및 주수 노즐을 고정한다. 해머를 사용해 타격 부위를 타격, 지렛대 원리로 배터리 팩을 관통한다. 연결된 소방호스를 통해 배터리 팩 내부에 물을 주입한다. 차량 하단 배터리팩 높이에 따라 지지대 높이나 관창 노즐 높이를 어댑터툴로 조절할 수 있다.

Q4. 시소의 제작 과정과 앞으로 계획은?

소방연구원, 자동차 엔지니어, 재료 및 제조 전문가와 같은 관련 분야 전문가들에게 조언을 구하고 전문 기관에서 실험을 거쳐 시제품 성능을 테스트 했다. 전국 폐차장에서 수급한 실제 전기차 배터리 팩을 사용해 프로토타입 테스트를 진행했고, 테스트 결과 5㎜ 이상 두께의 알루미늄 합금으로 된 배터리 케이스도 단 두 번의 타격으로 완벽히 뚫을 수 있었다. 이 모든 과정은 단 30초 만에 진행됐다.

앞으로 한국소방본부와 공동으로 실제 전기차 화재 훈련으로 시소를 테스트하려고 한다. 또 소방관, 소방 연구원의 조언을 받아 프로토타입을 더 정교하게 만들어 효율성과 안전성을 높일 계획이다. 궁극적으로는 시소를 전세계에 배치해 전기차 화재를 진압하고 관련 안전 문제를 해결하고 싶다.

Q5. 제임스 다이슨 어워드 2023 출품을 결정하게 된 계기는?

시소 개발 과정 역시 실패를 경험하며 성장하는 과정이었다. 지난해에도 동일한 아이디어로 출품했지만 예선에서 탈락했다. 하지만 소방연구원과 연락을 취해 아이디어에 대한 피드백과 조언을 얻었다. 아이디어 발전 과정에서 특허와 디자인특허 출원도 이뤄졌다. 그 결과 2023년 국내전 우승이라는 경이로운 결과를 맞이하게 돼 대단히 기쁘다.

Q6. 국내전 우승 소감도 부탁드린다.

2022년에 출품했던 아이디어를 개선해 재도전 후 받은 상이라 의미가 남다르고, 큰 영광이자 행운이다. 겸손한 마음으로 용기와 확신을 갖고, 지속적으로 시소 개발과 상용화를 위해 노력하겠다. 시소의 가능성을 확인할 수 있는 자신감을 갖게 돼 너무 기쁘다. 특히, 현장 심사 때 시간이 부족할 정도였던 심사위원들의 열띤 관심과 의견, 그리고 토론 과정이 앞으로 중요한 길잡이가 될 것 같다.

Q7. 예비 지원자분들을 위한 팁이나 조언이 있다면?

어워드에서 수상하지 못했다고 해서 여러분의 아이디어나 도전이 실패한 것은 아니라고 생각한다. 탈락과 수상을 통해 아이디어에 열정과 확신이 있고 포기하지 않는다면 실패는 없다는 걸 절실히 느꼈다. 전문가 뿐 아니라 주변에 아이디어를 설명해 보면 좋을 것 같다. 그런 과정을 통해 발전하면 자신이 출품한 아이디어가 심사위원들에게도 잘 전달돼 수상 확률을 높일 수 있다고 생각한다.

김민석 기자

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