[항공] 배터리로 나는 비행기 등장 임박 우주항공

hybrid_planex299.jpg » 전기와 가스로 나는 2인승 하이브리드 비행기 시제품. 지멘스와 EADS가 함께 만들었다. MIT테크놀로지

항공유 대신 배터리로 나는 항공기가 2020년이 오기 전에 등장할 전망이다. 이는 고갈돼 가는 석유 에너지의 소비를 줄이고, 대표적 온실가스인 이산화탄소의 대기중 배출을 크게 줄이는 의미가 있다.
<MIT 테크놀로지 리뷰>에 따르면 지난 6월 독일 지멘스와 에어버스 모회사인 이즈(EADS)가 새로운 가스-전기 항공기 모델을 선보였다. 2인승의 이 항공기는 900킬로미터(뉴욕에서 디트로이트까지의 거리)를 날 수 있다.

 이 하이브리드 비행기는 전기 모터를 주로 쓰고 가스 엔진을 보조로 사용한다는 점에서 쉐보레의 볼트 자동차와 비슷하다. 이 비행기는 시중에 나와 있는 비슷한 사양의 민간 비행기에 비해 두 가지 뚜렷한 장점을 갖고 있다. 첫째는 매우 조용하다는 것이고, 둘째는 연료를 약 25% 적게 쓴다는 점이다.

이런 성과는 앞으로 하이브리드 비행기의 개발을 촉진시킬 것으로 보인다. “2020년 이전에 하이브리드 전기항공기가 시장에 진입할 것이 확실하다”라고 지멘스의 하이브리드 항공기개발 책임자인 프랭크 안톤은 말한다. 우선은 4인승 항공기 등장이 유력하지만 19인승도 가능할 것이라고 그는 덧붙였다. 안톤은 현재 비행기 연료의 절반만 사용하는 100인승 하이브리드 항공기도 등장할 것으로 예상했다.

 보잉은 150인 이상 탑승할 수 있는 보잉737 크기의 하이브리드 항공기 콘셉트를 염두에 두고 있다. 물론 2030년 이전에 이것이 현실화할 것으로는 보지 않는다. EADS는 전기만으로 움직이는 항공기에 대한 콘셉트 디자인을 개발한 상태다.

 hybrid_plane__2x299.jpg » 비행기 모터 앞부분. MIT테크놀로지

불과 몇년 전만 해도 비행기에 배터리를 장착한다는 아이디어는 농담으로 치부됐다. 배터리는 효율적이고 조용하기는 하지만, 액체 연료에 비해 에너지 저장량이 작아 실제 사용하려면 크고 무거운 배터리를 써야 하기 때문이다.
 하지만 이제 두 가지가 변화됐다. 배터리가 저장할 수 있는 에너지의 양이 지속적으로 개선되고 있다. 휴대용 전자제품 및 전기자동차용 배터리 기술이 발전하면서 이런 흐름은 이어질 것이다.

 사실 지멘스는 2011년에 하이브리드 비행기의 초기 버전을 내놨지만 실용화하기에는  너무 무거웠다. 이번에 내놓은 비행기는 전기 모터, 전자 전원장치, 기어 등을 합쳐 무게를 100킬로그램이나 줄임으로써, 비슷한 크기의 다른 비행기와 같은 화물 및 승객 수용 능력을 갖추는 데 성공했다.

 전기 모터에는 또 다른 장점이 있다. 모터를 다른 장소에 장착해 공기 역학을 개선하는 데 사용할 수 있다는 것이다.

 전기 항공기가 언제 등장할지는 배터리 개발에 달려 있다. EADS의 계획은 일반적으로 리튬 이온 배터리보다 약 다섯배 더 많은 에너지, 즉 1kg당 1000와트시를 저장할 수 있는 배터리를 필요로 한다. 리튬-공기, 리튬-황 같은 새로운 배터리 화학조성은 더 많은 용량을 제공할 수 있지만, 몇 가지 큰 도전 과제는 남아 있다. 브래들리는 다만 모든 전기 항공기는 2050년을 넘어서기 이전까지는 비행거리 1600km를 넘지 못할 것이라고 말한다.

 

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