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재료연, 무인기용 연료전지 동력원 국산화

양철남 재료연 연구진 개발···4시간 30분 공중 시험비행 성공
국내 연구진이 무인기용 연료전지 동력원 국산화에 성공했다.

재료연구소(소장 김해두)는 양철남 실용화연구단 표면공정연구실 박사 연구팀이 연료전지 동력원과 무인기를 자체 개발해 자동항법을 통해 4시간 30분의 공중 시험비행에 성공했다고 6일 밝혔다.

연료전지 동력원은 80℃ 이하의 저온에서 작동된다. 일반적으로 소음과 진동이 낮아 음향센서 나 열 감지에 의한 추적이 쉽지 않다. 이를 군용으로 활용하면 은닉성이 뛰어나며, 민수용으로 활용할 경우 산불감시, 내수면 연안감시, 환경감시, 맵핑 등에 활용할 수 있다. 

양철남 박사 연구팀은 기존 무인기 엔진과 배터리의 단점인 소음과 진동, 낮은 에너지 밀도를 해결하기 위해 개발에 착수했다. 

양 책임연구원은 무인기 동력원으로 연료전지와 배터리를 동시에 사용할 수 있는 하이브리드 방식 기술을 적용했다. 

연료전지 동력원을 적용한 무인기의 장시간 체공 비행은 현재 사용 중인 전기추진 무인기의 배터리 동력원의 짧은 체공시간 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있다. 이는 임무수행 시간 연장에 응용이 가능해 산불감시, 내수면 및 연안감시, 맵핑, 지형탐색, 항공촬영 등에 활용될 수 있다.

연구팀에 따르면 국내 시장 규모는 아직 개발 초기단계이기 때문에 시장이 크게 형성되어 있지 않다. 국내에서는 대부분의 연료전지 동력원을 해외로부터 아웃소싱 받아 시험하고 있다.

연구팀은 이번 기술 개발을 통해 수입 대체 효과뿐만아니라 해외 수출도 가능할 것으로 기대하고 있다. 

무인기용 연료전지 동력원 기술은 연구소기업인 무인기술에 기술을 이전되어 3년 이내에 상용화를 목표로 하고 있다.

양철남 박사는 "이 기술이 상용화될 경우 기존 전기추진 무인기의 동력원인 배터리를 적용한 것에 비해 무인기의 임무수행 시간이 연장되어 군용이나 민수용 등에 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.  

한편, 이번 연구는 재료연 민간수탁활성화사업인 '경로기반 자율비행 무인기 및 연료전지 동력원 개발' 과제의 일환으로 수행됐다.

재료연구소에서 개발한 연료전지 동력원 무인기.<사진=재료연구소 제공>재료연구소에서 개발한 연료전지 동력원 무인기.<사진=재료연구소 제공>

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