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국산 무인기 토종 배터리 싣고 가장 높이 날았다

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국산 무인기 토종 배터리 싣고 가장 높이 날았다

2020.09.10 16:40
LG화학, 리튬황배터리 시연 성공…항우연, EAV-3 고도 22km 최고 비행 기록
한국항공우주연구원이 개발한 고고도 장기체공 태양광 무인기(EAV-3). 최근 LG화학의 리튬황배터리를 장착하고 고도 22km까지 비행하는 데 성공했다. 한국항공우주연구원 제공
한국항공우주연구원이 개발한 고고도 장기체공 태양광 무인기(EAV-3). 최근 LG화학의 리튬황배터리를 장착하고 고도 22km까지 비행하는 데 성공했다. 한국항공우주연구원 제공

 

 

국내 태양광 무인기가 국산 배터리를 탑재하고 고도 22km에서 비행하는 데 최초로 성공했다. 국내 무인기로는 최고(最高) 기록이다.  


LG화학은 지난달 30일 전남 고흥 항공센터에서 한국항공우주연구원(항우연)이 개발한 고고도 장기체공 태양광 무인기(EAV-3)에 자사가 개발한 리튬황배터리를 탑재하고 오전 8시 36분부터 오후 9시 47분까지 약 13시간 동안 비행하는 데 성공했다고 10일 밝혔다. 

 

EAV-3은 항우연이 2013년부터 개발해온 무인기로 고도 12km 이상 성층권에서 비행할 수 있다. 날개에 달린 태양전지판으로 충전하며, 낮에는 태양전지와 배터리 전력으로 비행하고 밤에는 낮에 배터리에 충전된 전력으로 비행한다. 

 

EAV-3은 2016년 고도 18km에서 90분간 비행하는 데 성공했고, 지난달에는 고도 12~18km를 오가며 53시간 연속 비행에 성공해 최장(最長) 기록을 세운 바 있다. 

 

리튬황배터리는 리튬이온배터리를 대체할 차세대 배터리 중 하나로 꼽힌다. 양극재에 황탄소 복합체를, 음극재에 리튬메탈 등 경량 재료를 사용해 무게 당 에너지 밀도가 리튬이온배터리보다 1.5배 이상 높다. 무게도 가볍고 희귀 금속을 사용하지 않아 가격경쟁력도 뛰어나다. 

 

이융교 항우연 항공기술연구부 책임연구원은 “53시간 연속 비행 당시에는 미국 엠프리우스가 제작한 고성능 리튬이온배터리를 사용했는데, 무게 당 에너지 밀도가 390Wh/kg이었다”며 “이번에 사용한 LG화학의 리튬황배터리는 에너지 밀도가 이보다 높은 410Wh/kg”이라고 설명했다. 

 

배터리는 무인기의 비행 거리와 체공 시간을 좌우하는 핵심 요소다. 이 책임연구원은 “리튬이온배터리는 이론적으로 에너지밀도가 최대 500Wh/kg이지만 리튬황배터리는 2000Wh/kg에 이른다”며 “리튬황배터리를 이용하면 향후 태양광 무인기의 비행 거리와 시간을 더 늘릴 수 있을 것”이라고 예상했다. 

 

이번 무인기 비행이 구름이 없어 날씨의 영향을 받지 않는 성층권에서 이뤄졌다는 점도 의미가 있다. 이 책임연구원은 “EAV-3과 같은 태양광 무인기는 한 달 이상 같은 지점에 머물며 산불을 감시하고 집중호우를 예측하는 등 기상관측을 하거나 불법 어로를 감시하는 데 유용할 것”이라며 “이를 위해서는 구름이 없어 지속적으로 햇빛을 받을 수 있는 성층권에서 비행할 수 있어야 한다”고 말했다. 

 

LG화학은 향후 리튬황배터리 시제품을 생산해 수일 이상 장기 체공 비행을 시연할 예정이다. 또 에너지 밀도가 현재 리튬이온배터리의 2배 이상인 리튬황배터리를 2025년 이후 양산할 계획이다. 

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