[올해의 신기술]<11> 무인기용 하이브리드 연료전지 동력원

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재료연이 개발한 연료전지 동력원과 이를 탑재한 무인기.
<재료연이 개발한 연료전지 동력원과 이를 탑재한 무인기.>

재료연구소(소장 김해두)가 최근 개발한 '무인기용 연료전지 동력원'은 수소 연료전지와 배터리를 동시에 사용하는 하이브리드 동력 기술이다. 재료연은 이 연료전지 동력원을 자체 개발한 무인기에 탑재, 자동 항법으로 4시간30분의 장기 시험 비행에 성공했다.

내연기관 무인기는 엔진에서 나오는 소음과 진동 문제뿐만 아니라 상승, 수평 비행, 하강 등 무인기 운항 특성에 따른 동력의 효율 사용이 어려웠다. 열 감지 레이다에 쉽게 노출돼 방산 적용에도 문제가 있었다.

재료연은 수소 연료전지와 배터리로 구성된 하이브리드 동력원을 개발, 이 같은 문제를 해결했다. '수소탱크'와 수소 산소의 전기·화학 반응으로 에너지를 만드는 '연료전지 본체'를 무인기에 탑재할 수 있도록 작고 가볍게 제작했다.

하이브리드 연료전지 동력원을 탑재한 무인기는 수평 비행을 비롯한 낮은 출력 상황에서 여분의 전기를 연료전지에서 배터리로 충전한다. 고출력이 요구되는 급격한 고도 상승, 방향 전환 시에는 배터리와 연료전지의 출력을 동시에 사용한다. 이로써 장시간 비행이 가능하고, 소음과 진동에서도 자유롭다. 에너지 사용에 따른 기체 온도도 대체로 낮다.

장시간 비행이 가능한 무인기는 산불 감시, 내수면 및 연안 감시, 매핑, 지형 탐색 및 항공촬영 등에서 효용성이 높아진다.

현재 무인기용 연료전지 동력원은 개발 초기 단계로, 시장도 크지 않다. 국내 대부분의 연료전지 동력원은 해외에서 아웃소싱, 시험 적용하고 있는 실정이다.

이번 기술 개발과 국산화로 국내 무인기용 연료전지 수입 대체 효과는 물론 수출도 가능할 것으로 전망된다.

재료연은 이 기술을 민간 기업인 무인기술에 이전, 3년 내 상용화한다는 목표를 세웠다. 무인기술은 상용화에 따라 연 10억원의 신규 매출을 올릴 것으로 기대하고 있다.

창원=임동식기자 dslim@etnews.com