중국, 드론용 ‘수소 심장’ 탑재 성공... 비행시간 2배 늘린다

글로벌 드론 시장이 기존 리튬 배터리의 한계를 넘어 수소 에너지 시대로 진입하는 전환점을 맞이했다.

중국 관영 신화통신(Xinhua)이 지난 12일 보도한 내용에 따르면, 중국과학원(CAS) 산하 다롄화학물질물리연구소(DICP)는 산업용 드론의 성능을 획기적으로 높일 수 있는 ‘고출력 폐쇄형 음극 공랭식 연료전지 스택’ 개발에 성공했다고 밝혔다.

이번 기술은 지난 10일 중국 랴오닝성 다롄에서 진행한 드론 실증 비행을 통해 그 성능을 입증하며, 저고도 경제(Low-altitude Economy)의 핵심 동력원으로 부상하고 있다.


이번에 개발된 이른바 ‘수소 심장’은 산업용 드론이 직면한 고질적인 문제인 짧은 비행시간과 무거운 연료전지 시스템 무게 문제를 동시에 해결했다는 평가를 받는다.
다롄연구소 연구진은 경량화 설계와 고출력 공랭식 기술을 결합해 기존 연료전지보다 훨씬 가볍고 강력한 스택을 제작했다.

실제 실증 비행 데이터에 따르면, 이 공랭식 스택의 특정 출력은 kg당 1,970W(와트)에 이르며, 단위 면적당 전력 밀도는 $1.15W/cm^2$를 달성했다. 이는 현재 상용화된 산업용 드론용 연료전지 중 최상위권에 속하는 수치다.

업계에서는 이 장치를 탑재할 경우 기존 리튬 이온 배터리 드론 대비 비행 지속 시간을 최소 2배 이상 늘릴 수 있을 것으로 보고 있다.

이러한 기술적 진보는 산업 현장의 지형도를 바꾸고 있다. 기존 드론은 잦은 배터리 교체와 충전 시간 탓에 작업 효율이 떨어졌으나, 수소 드론은 장거리 송전선로를 따라 긴 시간 비행하며 결함 여부를 확인하는 전력망 점검 임무를 끊김 없이 수행한다.

또한 고출력과 지속성이 필수인 농업 및 임업 분야에서도 광범위한 산림 감시나 약제 살포 작업을 안정적으로 소화하며 그 효용성을 증명하고 있다.
특히 재난 발생 시 통신 중계나 구호 물품 운송과 같은 긴급 대응 미션에서 골든타임을 확보하는 데 결정적인 역할을 할 것으로 기대를 모은다.


연구를 이끈 첸 중웨이(Chen Zhongwei) DICP 촉매 국가핵심연구소 소장은 이번 수소 심장 개발이 실험실 단계의 연구 성과를 대규모 산업 응용 단계로 전환했다는 데 큰 의미가 있다고 강조했다.

실제로 이 기술은 전력망 점검부터 농림업, 응급 구조에 이르기까지 실전 역량을 검증받는 단계에 진입했다.

산업계에서는 수소 드론의 약진이 중국 정부가 적극적으로 추진 중인 '저고도 경제' 활성화 정책과 맞물려 강력한 시너지를 낼 것으로 분석하고 있다.

단순히 비행 성능을 높이는 수준을 넘어, 수소 연료전지의 가벼운 무게와 높은 에너지 효율이 드론의 대형화와 고도화를 이끄는 핵심 동력이 되기 때문이다.

글로벌 수소 드론 패권 경쟁... 국내 기술 확보와 과제

중국의 이번 성과는 전 세계 수소 모빌리티 시장에 상당한 압박으로 작용할 전망이다. 전문가들은 액체 수소나 고압 기체 수소를 활용한 드론 기술이 차세대 물류 및 국방 서비스의 표준이 될 것이라는 견해를 내놓고 있다.

에너지 기술 전문가들은 드론의 대형화와 장거리 운행을 위해 배터리 무게 대비 에너지 효율이 높은 수소 연료전지 도입이 필수적이라고 입을 모은다.

특히 중국이 공랭식 스택의 소형화와 고출력화에 성공한 것은 저고도 항공 물류 시장의 주도권을 선점하려는 전략적 포석으로 풀이된다.

다만 수소 드론이 완전히 안착하기 위해서는 수소 충전 인프라의 확충과 연료전지 스택의 내구성 향상이 해결해야 할 과제로 남아 있다.

관련 업계에서는 이번 중국의 기술 공개를 기점으로 글로벌 기업 간의 수소 드론 출력 경쟁과 표준화 작업이 더욱 치열해질 것으로 내다보고 있다.


진형근 글로벌이코노믹 기자 jinwook@g-enews.com