안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
천연가스 엔진은 기본적으로 가솔린과 유사한 불꽃 점화 방식을 사용합니다. 기체 상태의 천연가스와 공기를 혼합하여 들어보낸 뒤 점화플러그로 불꽃을 일으켜 연소시킵니다. 가솔린 엔진도 공기와 가솔린을 섞어 압축한 뒤 점화플러그로 불꽃을 튀겨 연소시킵니다. 반면, 디젤 엔진은 공기만 강하게 압축해 온도를 높인 뒤, 고압의 디젤을 분사하여 스스로 불이 붙게 만듭니다.
연료 저장 및 공급 방식에서 가솔린과 디젤은 상온에서 액체 상태이므로 일반 연료탱크에 저장되어 액체 분사 노즐로 공급됩니다. 반면, 천연가스는 상온에서 기체이므로 약 200기압 이상으로 강하게 압축하거나, 초저온 냉각·액화하여 특수 고압, 단열 탱크에 저장한 뒤 기체 상태로 엔진에 주입합니다.
천연가스는 왜 매연이 거의 없는 이유는 매연의 정체는 연료가 완전히 타지 못하고 남은 탄소 입자입니다. 천연가스의 주성분이 메탄으로, 탄소 1개에 수소 4개가 결합한 가장 단순한 구조입니다. 탄소 간의 결합 자체가 없기 때문에 연소 시 뭉쳐서 매연 입자가 될 탄소 구조가 존재하지 않습니다. 또한, 천연가스는 처음부터 기체 상태로 공급되므로 공기와 분자 단위로 매우 균일하게 섞입니다. 산소 부족 구역이 생기지 않아 거의 100%에 가까운 완전연소가 일어나기 때문에 매연이 생기지 않습니다.