고에너지밀도 연료전지 무인기 비행, 918km 이후에도 운전한 비결은?

한국재료연구원 연구팀이 티타늄 금속분리판을 적용한 연료전지 동력원을 고정익 무인기에 탑재해 장시간 성능을 시험했다. 2026년 10월 21일 공개된 결과에서 무인기는 12시간 16분 동안 918km를 비행했고, 총 운전시간은 17시간 6분에 달했다.

비행시간과 운전시간이 다른 까닭은 일몰로 착륙한 뒤에도 지상에서 운전을 이어갔기 때문이다.

전동 추진 무인기는 주로 리튬이온전지를 쓰지만, 저장할 수 있는 에너지량에 한계가 있어 오래 비행하기 어렵다. 배터리 용량을 키우면 무게가 늘어 비행 효율이 떨어지는 문제도 있다. 연구팀은 연료전지 스택의 핵심 부품인 분리판을 가볍고 강도가 높은 티타늄 금속으로 만들어 동력원 무게를 줄였다.

스택은 수소와 산소의 화학반응으로 전기를 만드는 여러 셀을 쌓은 장치다.

개발한 동력원의 에너지밀도는 801.8Wh/kg으로, 리튬이온전지의 200Wh/kg보다 약 4배 높다. 에너지밀도는 무게 1kg당 공급할 수 있는 에너지량을 뜻한다. 지난해 연구팀이 기록한 606Wh/kg과 비교하면 약 32% 높아졌다. 당시 비행거리는 755.6km였고, 이번 시험에서는 918km로 늘었다.

착륙 뒤 연구팀은 수소탱크 압력이 10bar가 남을 때까지 지상 운전을 계속했다. 저소음·저진동 특성을 지닌 연료전지는 산악지형이나 통신 인프라가 부족한 지역의 통신 중계, 장거리 정보·정찰·감시처럼 오래 머무는 임무에 활용될 수 있다.

연구팀은 관련 기업과 기술이전을 협의하고 있으며 2027년 상반기 이전을 목표로 상용화를 추진할 계획이다. 양철남 책임연구원은 기존 고압 수소탱크를 액체수소 저장 방식으로 바꾸면 약 2일 연속 비행하는 무인기도 개발할 수 있을 것으로 내다봤다. 이는 향후 가능성에 대한 연구책임자의 전망이다.