무인기 17시간 운전·918km 비행 거뜬한 고에너지밀도 연료전지 작성일 10-21 41 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">한국재료연구원, 경량 티타늄 적용한 연료전지 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="tvX5Cl6bJy"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c52b9656ffafe656cc061e5c22ec7d37d117b320bdee5845bc726d3b3484a6fa" dmcf-pid="FTZ1hSPKRT" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="재료연 연구팀이 개발한 고에너지밀도 연료전지 동력원을 탑재한 고정익 무인기의 비행 실증 모습. 재료연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021112724494bqzn.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="8k4P7qwanU" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021112724494bqzn.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 재료연 연구팀이 개발한 고에너지밀도 연료전지 동력원을 탑재한 고정익 무인기의 비행 실증 모습. 재료연 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="6e64a353299abf88e6aeb194541541b73a5f224fe694e45ae9f9b571abb8a43e" dmcf-pid="3y5tlvQ9ev" dmcf-ptype="general">리튬이온전지 대비 약 4배 높은 에너지밀도를 확보한 고성능 무인기용 연료전지 동력원이 개발됐다. 새로운 동력원을 탑재한 무인기는 12시간 16분 동안 918km을 비행하고 총 17시간 연속 운전을 기록했다. 통신 중계·장거리 정찰 등 오랜 시간 하늘에 머물러야 하는 무인기의 활용 범위를 넓히고 관련 기술의 실용화를 앞당길 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="be5d82c9d9da6f5c334d9883cb2270c24f881be4275aede2a8696b92f5442cc3" dmcf-pid="0W1FSTx2nS" dmcf-ptype="general"> 한국재료연구원(재료연)은 양철남 항공우주재료실증센터 책임연구원 연구팀이 연료전지에 경량 티타늄 금속분리판을 적용해 동력원 에너지밀도를 높이고 실제 무인기에 탑재해 12시간 이상 연속 비행과 17시간 이상 연속 운전에 성공했다고 21일 밝혔다.</p> <p contents-hash="640abb4ce38f2ee890999683f28d3af703d0937c81cd7e381e65400adc49b1e9" dmcf-pid="pb8P7qwaRl" dmcf-ptype="general"> 전동 추진 무인기는 주로 리튬이온전지를 동력원으로 사용한다. 배터리에 저장할 수 있는 에너지량이 제한적이라 장시간 비행이 어렵다.</p> <p contents-hash="f977f00475fb72912bc536797f589831be4e5ed811d70709fb4b64fbc595dbe2" dmcf-pid="UK6QzBrNRh" dmcf-ptype="general"> 비행시간을 늘리고자 배터리 용량을 키우면 무게가 늘어 비행 효율이 낮아진다. 장시간 공중에 머물며 임무를 수행하는 무인기는 더 가벼우면서도 더 많은 에너지를 공급할 수 있는 고에너지밀도 동력원이 필요하다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9ef375eb9b4d8f6ed94c4fa418b1068f08c539a0ce6182064ac5490c97e2c661" dmcf-pid="u9PxqbmjMC" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구팀이 개발한 무인기용 연료전지 시스템. 경량 티타늄 금속분리판을 적용해 그택 무게를줄이고 에너지밀도를 높였다. 재료연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021112725749cvdb.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="PnDmLg3Ge0" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021112725749cvdb.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구팀이 개발한 무인기용 연료전지 시스템. 경량 티타늄 금속분리판을 적용해 그택 무게를줄이고 에너지밀도를 높였다. 재료연 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="90ee98de46cd5330c62367c61abc0c6064a8e3e2a61dfbf38b7537e15fbab950" dmcf-pid="72QMBKsARI" dmcf-ptype="general">연구팀은 가볍고 강도가 높은 티타늄 금속을 이용해 '연료전지 스택'의 무게를 줄였다. 연료전지 스택은 수소·산소 화학반응을 통해 전기를 생산하는 여러개의 셀을 쌓아 만든 장치다. 각 셀 사이에는 수소와 공기 이동 통로를 형성하고 전기를 전달하는 핵심 부품인 분리판이 존재한다. 연구팀은 분리판에 티타늄 금속을 적용해 분리판을 경량화했다. </p> <p contents-hash="b2eb633e5c0c9a8ce54c974c32c256cfd4ddd9e7571780de151869bc8f016fe5" dmcf-pid="zVxRb9OcdO" dmcf-ptype="general"> 그 결과 전체 동력원 무게 대비 에너지량을 높이는 데 성공했다. 연구팀이 개발한 연료전지 동력원의 에너지밀도는 801.8킬로그램당 와트시(Wh/kg·질량 1kg당 저장·공급 가능한 에너지의 양)로 리튬이온전지(200Wh/kg)보다 약 4배 높다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3354434b48e25619c6b3d391c5d99ae54dad2dc0ac0c64397034db4eddb805ee" dmcf-pid="qfMeK2IkMs" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="실증에 활용한 고정익 무인기의 이륙 전 비행 대기 모습. 재료연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021112726969eqvh.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="QTV8U7EoM3" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021112726969eqvh.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 실증에 활용한 고정익 무인기의 이륙 전 비행 대기 모습. 재료연 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="cff31fa6c883fcc44ce5d2aa6ac5fb0326c08f1fdf0073e9b68fa93c29057e56" dmcf-pid="B4Rd9VCELm" dmcf-ptype="general">연구팀은 개발한 동력원을 실제 고정익 무인기에 탑재해 성능을 평가했다. 실험 결과 무인기는 12시간 16분동안 총 918km를 비행했다. 일몰로 인해 착륙 후 수소탱크 압력이 10바(bar) 남을 때까지 지상운전을 지속해 총 17시간 6분 연속 운전하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="6ddfab556ee81bfcdf5c3881a1f2fbdc266a03598801408083df45b9ee00dbba" dmcf-pid="b8eJ2fhDdr" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 지난해 비행거리 755.6km와 에너지 밀도 606Wh/kg을 달성한 바 있다. 작년에 비해 에너지밀도를 기존 대비 약 32% 높여 무인기용 연료전지 동력원의 성능을 끌어올렸다는 평가다. </p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9ee271e756bdadbc2d2b3800793d4bbee3ba7923cceee4a6320954b05af18925" dmcf-pid="K6diV4lwMw" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연료전지 추진 무인기의 실제 비행 궤적 및 운항 데이터. 재료연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021112728182rspp.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="ygzBZ1oMdt" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021112728182rspp.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연료전지 추진 무인기의 실제 비행 궤적 및 운항 데이터. 재료연 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="dd7811b77b53306bd4011170c4fdc3d9460610e433446c8e27aa0a42825a2b1b" dmcf-pid="9PJnf8SrRD" dmcf-ptype="general">연료전지는 소음·진동이 적어 저소음 운용 무인기에 적용할 수 있다. 연구팀이 개발한 기술은 향후 산악지형이나 통신 인프라가 부족한 지역에서 통신 중계 역할을 수행하거나 장거리 정보·정찰·감시 등 장시간 비행이 필요한 분야에 활용될 것으로 기대된다. </p> <p contents-hash="b20020cb01cbc0d8623a305aa628b719e108d49d31a3575f197ecacb67efd5d6" dmcf-pid="22QMBKsAdE" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 현재 관련 기업과 기술이전을 협의 중이다. 내년 상반기 기술이전을 목표로 상용화를 추진할 계획이다.</p> <p contents-hash="f5ec82b8a696100b36890683ec86f491f1f43746e24a3cc21a460d2bf24d45ba" dmcf-pid="VVxRb9OcMk" dmcf-ptype="general"> 양철남 책임연구원은 "고에너지밀도 연료전지 동력원을 실제 무인기에 적용해 장시간 비행 성능을 입증했다는 데 의미가 있다"며 "향후 기존 고압 수소탱크를 액체수소 저장 방식으로 대체하면 약 2일 동안 연속 비행하는 무인기 개발도 가능할 것으로 기대한다"고 말했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="5966b14de0e58f2ba44b973c03a58bd0525443e2196d16864f17155baeba161f" dmcf-pid="ffMeK2IkMc" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="비행 실증 참여자. 왼쪽부터 이동식 라이트모형 사장, 양철남 재료연 책임연구원, 박의환 미르항공기술 이사, 엄지원 이사. 재료연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021112729404lztr.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="1q5tlvQ9iW" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021112729404lztr.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 비행 실증 참여자. 왼쪽부터 이동식 라이트모형 사장, 양철남 재료연 책임연구원, 박의환 미르항공기술 이사, 엄지원 이사. 재료연 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="5a5466c46f8a2396369e8f299f4cd378f57020ab01b241fcc69969196ffd40ac" dmcf-pid="44Rd9VCEeA" dmcf-ptype="general">[문혜원 기자 moony@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "인공지능 전환 2.0 시대 AI, 도구를 넘어 동료로" 10-21 다음 ‘아이폰듀오’ 韓 초기 물량 3만대 뿐 10-21 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
