장시간 운전·비행 가능한 고에너지 연료전지, 무인기는 어떻게 오래 날았나

한국재료연구원이 개발한 고에너지밀도 연료전지를 탑재한 고정익 무인기가 918km를 비행하고, 지상 운전까지 포함해 총 17시간 6분 연속 작동했다.

장시간 체공이 필요한 무인기의 동력원으로 쓰이는 리튬이온전지보다 에너지밀도가 약 4배 높다는 점이 핵심이다.

비행 기록은 12시간 16분이다.

일몰 때문에 착륙한 뒤에도 연구팀은 수소탱크 압력이 10바(bar)에 남을 때까지 지상에서 운전을 이어갔다.

따라서 17시간 6분은 비행시간이 아니라 연속 운전시간이다. 이 구분은 실제 체공 성능을 이해할 때 중요하다.

한국재료연구원 양철남 연구팀은 연료전지 스택의 분리판을 가벼운 티타늄 금속으로 만들어 동력원 무게를 줄였다.

스택은 수소와 산소의 화학반응으로 전기를 만드는 여러 셀을 쌓은 장치이며, 셀 사이의 분리판은 수소와 공기가 지나갈 통로를 만들고 전기를 전달한다.

개발 동력원의 에너지밀도는 801.8Wh/kg으로, 리튬이온전지의 200Wh/kg보다 높다.

성과는 지난해 기록과 비교해도 개선됐다.

당시 연구팀은 에너지밀도 606Wh/kg, 비행거리 755.6km를 달성했고, 이번에는 에너지밀도를 약 32% 끌어올렸다.

연료전지는 소음과 진동이 적어 산악지대·통신 인프라가 부족한 지역의 통신 중계나 장거리 정보·정찰·감시에 활용될 가능성이 있다.

연구팀은 관련 기업과 기술이전을 협의하고 있으며, 2027년 상반기 이전을 목표로 상용화를 추진할 계획이라고 밝혔다.

양 책임연구원은 기존 고압 수소탱크를 액체수소 저장 방식으로 바꾸면 약 2일 연속 비행하는 무인기도 가능할 것으로 내다봤다.

이는 향후 개발 가능성에 대한 전망이며, 이번 시험에서 확인된 운전 기록과는 구분된다.