연료와 배터리 없이 200년 된 엔진으로 달린다니, 이게 무슨 황당한 소리냐고요? 하지만 스털링 엔진을 장착한 ‘기적의 자전거’를 보면 의문이 호기심으로 바뀔 겁니다. 과학 덕후도, 친환경 대체 이동수단을 찾는 분도 이 혁신적인 자전거 앞에 두 손, 두 발, 두 페달(?)을 들 준비를 하셔야 버튼이 따로 없습니다!
고대 엔진, 현대의 자전거와 만나다
이 놀라운 이야기는 혁신을 사랑하는 엔지니어이자 유튜버 톰 스탠튼의 대담한 아이디어에서 출발합니다. 200년이 넘는 세월을 견딘 고대 엔진, 스털링 엔진(1816년 발명)이 자전거의 심장으로 재탄생했다는 건데요. 연료도, 배터리도, 전기도 쓰지 않으니 온전히 바람과 온도의 차이만 믿고 달려야 하는 셈입니다. 과연 이게 가능한 일일까요?
스털링 엔진의 비밀, 그리고 친환경 이동의 꿈
먼저 스털링 엔진의 핵심 원리를 알아야 이번 발명품의 매력을 맛볼 수 있습니다. 이 엔진은 내부 연소도, 폭발도 없습니다. 외부에서 가해진 열만으로 실린더 안 공기(또는 다른 가스)를 뜨거운 방과 차가운 방 사이로 왔다 갔다 하게 해, 기체의 팽창과 수축을 이용해 크랭크축을 돌립니다. 즉, 단순한 온도 차이만 있으면 움직인다는 것이죠. (네, 가스레인지, 등유램프, 심지어 햇볕만 있으면 가능!)
- 내부 연소가 전혀 없어 유해 배출가스 없음
- 연료, 배터리, 전기 완전 불필요
- 소음, 진동, 환경오염 최소화
- 짧은 이동거리에서 ‘클린 모빌리티’ 실현
배터리가 없는 자전거, 이것이 왜 중요한가요? 바로 전자기기나 희귀금속에 대한 의존을 줄여주고, 리튬 등 자원 채굴 및 폐기 걱정까지 덜어줍니다. 튼튼함은 고전 발명에서, 효율과 세밀함은 최신 기술에서 빌려온 하이브리드의 좋은 예죠.
톰 스탠튼의 디테일한 도전과정
자, 그렇다고 이미 있던 스털링 엔진을 자전거 프레임에 덕지덕지 얹은 것은 아닙니다. 말만큼 쉽지 않은 고군분투가 숨어있죠. 톰은 모든 구조를 직접 재설계·조정·테스트해서 다음 목표를 세웠습니다.
- 자전거 최고속도: 24km/h
- 제공 동력: 100~150와트
3D 프린팅과 각종 현대적 공구를 동원해 본체는 주로 알루미늄(가볍고, 열전도 굿), 고열에 노출되는 부분은 강철(열 버팀값 만렙)로 제작했습니다. 크랭크축 대신 뒤바퀴를 풀리 시스템으로 돌리게 한 것 역시 전체 구조를 망치지 않으면서 동력을 전달하기 위함이죠. 재설계마다 직접 유튜브에 후기와 장애물을 기록했고, 관련 규정(특히 농기계가 있는 도로상의 추월방식 등)까지 꼼꼼하게 짚었습니다.
- 정밀 가공과 세심한 조립 필수
- 여러 냉각방식 실험 → 최종적으로 수냉 도입
- 3D 프린터로 찍은 TPU 피스톤 씰로 마찰 저감&내구성 향상
이 모든 수고에도 불구하고, 실제 시승에선 몇 가지 아쉬운 점이 남았습니다. 예를 들어 시속 24km까지 내기 위해선 초반 시동이 쉽지 않고, 토크도 낮아 전기자전거만큼 경쾌하게 출발하진 않습니다. (지구력 승부?!) 또, 탑승 전 주방 난로처럼 ‘충분한 예열’이라는 의식이 필수! 실사용의 편리성·신뢰성은 아직 보완이 필요해 보입니다.
끝없는 개선, 그리고 새로운 도전 정신
만족하지 않는 톰의 실험정신! 그는 에너지 효율을 확 끌어올리기 위해 회생기(리제네레이터) 추가, 가스 순환을 강화할 에어 컴프레서, 그리고 동력전달을 더 쉽게 해줄 클러치(클러치!)까지 계획 중입니다. 이것들이 현실화된다면 예열시간도 단축, 출력도 향상, 사용성은 도시건 시골이건 급상승할 것으로 기대를 모읍니다.
- 효율적 에너지 재활용 시스템 확보
- 냉방기능 개선으로 전체 내구성 상승
- 생산 및 일상 활용 난이도 낮추기
물론 직접 만들어 탈 요량이 아니라면, 이미 상용화된 전기배달용 중고 자전거도 환경과 실용을 모두 챙길 대안이 됩니다(전기 포스트맨 자전거, 생각보다 듬직합니다!).
결론적으로, 200년 전 고안된 엔진이 오늘날 유튜브와 3D 프린터, 열정적인 엔지니어의 손을 거쳐 한 단계 진화하는 모습은 보는 이에게 신선한 충격을 준다는 점은 분명합니다. 실패와 성공, 부족함과 개선점을 솔직하게 공개하는 톰의 행보에선 우리도 ‘옛 것을 새롭게, 새 것을 정성스럽게’ 배워볼 수 있지 않을까요?
