KAIST, 장시간 비행 무인기 연료전지 개발

기존 배터리 무인기 항속시간의 10배

KAIST(한국과학기술원)는 항공우주공학과 권세진.심현철 교수 연구팀이 연료전지로 구동하는 소형 무인비행기를 개발, 장시간 시험비행에 성공했다고 9일 밝혔다.

개발된 연료전지 무인기는 길이 80cm, 폭 150cm, 무게 2kg(연료전지시스템 750g 포함)의 소형으로, 500g의 연료를 싣고 10시간 이상 비행할 수 있다. 이는 2차 전지인 배터리를 동력원으로 하는 기존 무인기 항속시간(40-60분) 의 10배에 달하는 것이다.

권 교수팀은 수소화붕소나트륨(NaBH4) 등을 이용한 액상 수소화물에서 수소를 추출, 연료전지 스택(전기발생장치)에 공급하는 시스템을 개발, 이를 무인기에 탑재해 장시간 안정적으로 비행하게 하는데 성공했다고 설명했다.

권 교수팀이 개발한 무인기의 연료전지 동력장치는 특히 소음이 없고 효율이 높으며, 액상 수소화물로부터 순도가 높은 수소를 추출하기 때문에 기존의 배터리에 비해 에너지 밀도를 10배 이상 향상시킨 것이 특징이다.

감시정찰 등을 목적으로 하는 소형 무인기는 미국 등 선진국에서 실용화됐으나 동력원인 배터리의 에너지 밀도가 낮아 짧은 시간의 제한적 임무수행만 가능했다.

연료전지는 차세대 동력원으로 세계 각국에서 개발경쟁이 치열한 가운데 미국에서도 이를 이용한 무인기를 연구해 왔으나 고압의 수소가스를 저장해 사용하는 방식을 이용, 에너지 밀도를 높이는 데 실패했다.

또 연료 재보급을 위한 시설 등 운용상의 문제점도 가지고 있었다.

권세진 교수는 "이번 연구개발 결과는 기존 소형 무인기 동력원으로 사용되던 2차 전지를 대체할 수 있는 새로운 동력장치인 연료전지를 이용, 무인기의 임무 한계를 획기적으로 개선할 수 있는 가능성을 열었다는 데 큰 의미가 있다"며 "개발된 연료전지는 무인기 뿐 아니라 로봇의 전원으로도 사용될 수 있다 "고 말했다.

정찬욱 기자 [e-mail] (대전=연합뉴스)