[채상우의 스카이토피아]드론 상업화 열쇠, 배터리 문제점과 해결책은?

채상우 기자I 2015.08.23 10:26:32

리튬폴리머 배터리, 시간 짧고 화재 위험 있어
수소연료·태양광 등 이용한 하이브리드 드론 개발 진행 중

[이데일리 채상우 기자] 지난달 말 해운대에서 재난구조용 드론이 추락했다. 부산시는 통신두절과 배터리 방전을 원인으로 추정하고 있다. 운항 시간이 최대 20분인 드론이 18분쯤 임무를 수행하다 추락했기 때문이다.

충전 충 화재로 소실된 리튬폴리머 배터리. 사진=유튜브
짧은 배터리 문제는 드론의 상업화를 가로막는 가장 큰 장애물로 지적받고 있다. 배터리 문제 해결은 드론의 상업화를 결정하는 핵심 극복과제로 손꼽힌다.

드론에 사용되는 배터리는 리튬폴리머 배터리다. 리튬폴리머 배터리는 현재 상용화된 배터리 중 가장 높은 수준의 배터리로 평가 받는다. 젤 형태인 리튬폴리머 배터리는 다양한 모양으로 제작이 가능하다. 수은과 같은 중금속을 사용하지 않아 친환경적이다. 순간적으로 큰 힘을 낼 수가 있는 장점이 있는데 바로 이것 때문에 다양한 임무를 수행하면서 큰 에너지를 필요로 하는 드론에 리튬폴리머가 사용되는 것이다.

하지만 리튬폴리머는 순간적으로 큰 힘을 내는 데 적합하지만 그만큼 오래가지 못하는 단점이 있다. 세계 최대 드론기업인 DJI의 대표 모델 인스파이어도 최대 비행시간이 18분에 불과하다. 이런 짧은 배터리 시간 때문에 드론은 장시간 임무 수행이 불가능하며, 상업적 활용에 한계가 있을 수밖에 없다. 해운대에서 발생한 것과 같은 추락 사고도 우려하지 않을 수 없다.

리튬계열 배터리가 가지고 있는 폭발 및 화재의 위험도 간과할 수 없는 문제점이다. 리튬폴리머는 리튬이온에 비해 폭발 위험은 작지만 화재의 위험은 높은 편이다. 실제로 지난 6월18일 중앙대 연구동에서 충전 중인 드론 배터리에서 불이 나는 화재사고가 발생하기도 했다.

최근에는 리튬폴리머 배터리의 한계를 극복하기 위한 하이브리드 드론 개발이 다양한 방안으로 진행되는 추세다. 독일 홀거 빌레케(Holger Willeke)가 개발한 예에어 드론(Yeair Dron)은 가스 연소 엔진을 사용한다. 비행시간은 최대 1시간이며 엔진 구동인 만큼 힘도 강해 최대 페이드로가 5kg에 달한다. 전기모터 드론이 최대 3kg을 넘기지 못하는 데 반해 훨씬 더 큰 힘을 낼 수 있는 것이다. 최고 속도 또한 시속 100km/h에 달할 정도로 빠르다. 엔진의 힘이 모터와는 비교하기 힘들만큼 강하기 때문이다.

한국재료연구원에서 개발한 하이브리드 드론. 사진=한국재료연구소
구글과 페이스북은 태양전지를 이용한 드론 개발을 눈앞에 두고 있다. 페이스북의 아퀼라는 태양광을 이용해 상공 50km 높이에서 3개월 간 연속 비행에 성공했다.

국내에서도 한구재료연구소(KIMS)가 지난 2013년 수소연료전지 드론을 날려 1시간 시험비행에 성공했으며, 지난 1월에는 80분의 시험비행에 성공한 바 있다.

하지만 하이브리드 드론 역시 아직은 걸음마 단계에 불과하다. 수소연료 등은 폭발 위험이 커 상업화에 적합하지 않다는 평이 많다. 태양광 드론의 경우 임무를 수행하는 공간이 상층권 이상으로 한정돼 다양한 임무 수행에는 적합하지 않다.

주요 뉴스

ⓒ종합 경제정보 미디어 이데일리 - 상업적 무단전재 & 재배포 금지