매일안전신문 - LG화학의 국내 최초 리튬-황 배터리 장착한 무인기, 최고도에서 13시간 날았다

[매일안전신문] LG화학이 국내 최초로 차세대 배터리를 활용한 무인기 최고고도 비행 테스트에 성공했다. 태양전지판으로 충전해 13시간 동안 비행했다. 국내에서 리튬-황 배터리로 테스트를 진행한 것은 LG화학이 처음이다.

LG화학은 10일 한국항공우주연구원에서 개발한 고고도 장기 체공 태양광 무인기(EAV-3)에 리튬-황 배터리를 탑재해 성층권 환경에서 비행하는 시험에 성공했다고 밝혔다. 성층권은 지상~12km의 대류권과 50~80km 중간권 사이에 위치한 대기층으로 고도 12~50km의 높이다.

EAV-3는 고도 12km 이상 성층권에서 태양 에너지와 배터리로 오랜 시간 날 수 있는 소형 비행기로, 날개 위 태양전지판으로 충전하며 낮에는 태양전지와 배터리 전력으로 비행하고 밤에는 낮에 배터리에 충전된 전력으로 비행한다. EAV-3의 날개 길이는 20m, 동체 길이는 9m다. LG화학은 지난달 30일 항우연 고흥 항공센터에서 EAV-3에 리튬-황 배터리를 탑재한 후 오전 8시36분부터 오후 9시47분까지 약 13시간 동안 비행 테스트를 진행했다고 밝혔다.

특히 이번 비행 테스트에서 EAV-3는 국내 무인 비행기로는 전례가 없는 고도 22km를 비행해 무인기 기준 국내 성층권 최고 고도 비행 기록을 달성했다.

또 총 13시간의 비행 중 7시간을 일반 항공기가 운항할 수 없는 고도 12~22km의 성층권에서 안정적인 출력으로 비행했다.

이번 비행 테스트는 영하 70도의 낮은 온도와 대기압이 지상 대비 25분의 1수준인 진공에 가까운 성층권의 극한 환경에서도 차세대 배터리인 리튬-황 배터리의 안정적인 충방전 성능을 확인한 점에서 큰 의미가 있다.

리튬-황 배터리는 무게 당 에너지 밀도가 현재 리튬이온 배터리의 2배 이상으로, 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 배터리 중 하나로 손꼽힌다. 양극재에 황탄소 복합체, 음극재에 리튬 메탈 등 경량 재료를 사용해 기존 리튬이온 배터리보다 가볍고 희귀 금속을 쓰지 않아 가격경쟁력이 뛰어나다. 전기차뿐만 아니라 장기 체공 드론 및 개인용 항공기 등 미래 운송 수단의 성능을 좌우하는 핵심부품으로, 세계 각국의 개발 경쟁이 치열하다.

LG화학 미래기술연구센터 혁신 전지 프로젝트팀은 1년 6개월 동안 성층권의 환경과 유사한 극한의 환경을 재현해 낮은 온도와 기압에서 리튬-황 배터리 연구를 진행해 비행 테스트에 성공했다고 전했다.

LG화학은 향후 추가적인 리튬-황 배터리 시제품을 생산해 수일 이상의 장기 체공 비행을 시연할 예정으로, 2025년 이후 양산을 목표로 하고 있다. 인 리튬-황 배터리를 2025년 이후 양산할 계획이다.

LG화학 CTO 노기수 사장은 “이번 비행 테스트를 통해 고에너지 밀도의 차세대 배터리 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 입증했다”며 “향후 차세대 배터리 분야에 연구개발을 집중해 세계 시장에서의 주도권을 더욱 공고히 해나가겠다”고 말했다. /신윤희 기자

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