2021.10.09 (토)

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수소연료전지로 날다

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에어택시 같은 도심항공모빌리티(UAM)에 대한 관심이 뜨겁다. 아직은 배터리를 활용한 파워트레인에 집중하고 있지만, 기술의 발전과 더불어 수소연료전지가 활용될 날이 머지않았다.




DMI의 수소드론과 볼로콥터의 에어택시

리튬이온 배터리가 아닌 수소연료전지로 구동되는 두산모빌리티이노베이션의 DS30이다. DS30의 외형은 독일의 스타트업인 볼로콥터(Volocopter)가 개발 중인 2인용 에어택시를 닮았다. 볼로콥터는 최고 시속 110km로 최장 35km 비행을 목표로 하고 있다. 전기로 구동되는 수직이착륙(eVTOL) 비행체로, 중국의 자율주행 드론택시로 잘 알려진 이항(Ehang)과 같은 멀티콥터 형태를 하고 있다.





도심항공모빌리티 시장의 전망

UAM 시장에 대한 전망은 장밋빛이다. 컨설팅사마다 수치는 다르지만 2035년 이후로 시장이 크게 성숙할 거라는 데 이견이 없다. 업체들의 관심도 뜨겁다. 볼로콥터 같은 스타트업 외에도 미국의 헬리콥터 제작사인 벨(Bell), 항공기 제조사인 에어버스와 보잉, 구글 같은 기술기업들이 속속 도전장을 냈다. 여기에 현대차, 도요타, GM 같은 자동차 회사들이 투자와 기술개발을 병행하고 있다. 





액체수소로 구동하는 알라카이의 스카이

알라카이 테크놀로지가 지난 2019년 6월 세계 최초로 공개한 수소연료전지 eVTOL인 스카이(Skai)다. BMW의 디자인이 반영된 에어택시로 조종사 1명, 승객 4명을 태우고 4시간 동안 640km를 날 수 있다. 이 정도 거리를 비행하려면 액체수소 연료가 꼭 필요하다. 하지만 이는 ‘개념(Concept)’에 불과하다. eVTOL을 안정적으로 띄울 만한 연료전지 개발에 아직은 시간이 필요하다.





오버에어의 버터플라이

한화시스템이 미국의 오버에어와 공동 제작 중인 개인용 비행체(PAV) ‘버터플라이’다. 현대차가 개발 중인 PAV 콘셉트인 S-A1과 거의 동일한 외관을 하고 있다. 상승 후에는 프로펠러를 앞쪽으로 꺾어 추진력을 얻는다. 우버가 플라잉 택시 사업부를 매각하면서 오버에어나 현대차는 자체 개발에 집중하고 있는 모양새다. 이들 비행체는 배터리로 구동된다.





에어버스의 시티에어버스

에어버스 헬리콥터가 개발 중인 시티에어버스(CityAirbus)다. 전형적인 멀티콥터형 eVTOL 4인승 드론택시로, 2019년 5월에 무인 시험비행에 성공한 바 있다. 한 번 충전으로 약 80km를 날며, 시속 120km로 비행할 수 있다.





에어버스의 탄소배출 ‘제로’ 프로젝트

에어버스는 지난해 9월부터 2035년 수소항공기 상용화를 위한 ‘제로e(ZEROe)’ 프로젝트를 추진하고 있다. 동체와 날개가 하나로 합쳐진 ‘블렌디드-윙바디’를 비롯해, 현재 여객기와 가장 비슷한 디자인으로 약 3,700km를 운항할 수 있는 터보팬 모델을 개발하게 된다. 에어버스의 제로e 프로젝트의 중심에 극저온 액체수소 기술이 자리하고 있다. 큰 기체를 오랫동안 멀리 띄우려면 연료전지와 액체수소 연료의 조합으로 가야 한다.





세계 최초 4인승 수소항공기 DLR-HY4

항공기를 위한 수소연료전지 개발이 한창인 가운데 커민스(Cummins)의 연료전지로 구동되는 세계 최초의 수소 동력 항공기가 지난해 12월 독일 슈투트가르트 공항에서 공개됐다. DLR-HY4라고 불리는 이 4인승 비행기는 2시간 동안 서른 번의 시험비행을 성공적으로 완수했다. 120kW의 출력을 가진 전기모터로 최고속도는 시속 200km에 이른다. 향후 1.5MW로 출력을 확장해 2,000km 운항거리에 최대 40명의 승객을 나를 수 있을 것으로 기대하고 있다.





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