[전승민의 과학세계]이제는 비행기도 ‘전기’로 난다

[아시아경제 ] 내연기관 시스템이 내놓는 환경오염 물질은 우리가 하루속히 해결해야 할 숙제다. 이 때문에 비행기조차 ‘전기’를 이용하려는 움직임이 있다. 문제는 성능이다. 현재 기술로는 배터리 무게 때문에 멀리 날아가기가 어렵다. 자동차는 연료가 떨어지면 그 자리에 멈추면 되지만, 비행기는 하늘에서 추락한다. 전기비행기가 전기자동차보다 만들기 더 어려운 이유다.

그러나 기술이 빠르게 발전하면서 희망도 커지고 있다. 가장 먼저 실용화될 전기비행기는 아마도 ‘도심 항공 모빌리티(UAM)’가 될 것이다. 이른바 ‘드론 택시’를 뜻한다. 많아도 7~8명 정도까지만 탑승하는 소형 항공기다. 더 나아가 단·중거리 항공노선을 전기비행기로 대체하려는 연구도 최근 한창이다. 이 정도라면 십수 년 이후의 가까운 미래에 충분히 실용화 될 거라는 예상이 많다.

이렇게 되려면 우선 차세대 배터리 개발이 이뤄져야 한다. 현재 쓰이는 배터리는 대부분 ‘리튬이온’ 계열이다. 미래 자동차 배터리로 ‘알루미늄 배터리’가 주목받고 있는데, 빠른 충전이 가능하기 때문이다. 그러나 비행기는 그보다 ‘고용량’이 더 중요한 조건이다. 공항에서 충분한 충전 시간을 확보할 수 있기 때문이다. 이런 특성을 가진 미래형 배터리로는 ‘리튬황’, ‘리튬공기’ 방식이 꼽힌다. 앞으로 이런 배터리가 실용화된다면 현재 실험적으로 개발 중인 전기비행기의 승객수나 운항거리 등을 모두 크게 개선할 수 있을 것이다. 최대 150여 명이 탑승한 채 1~2시간 정도를 날 수 있을 것으로 기대된다.

장거리 노선을 다니는 대형 항공기는 ‘수소 연료전지’ 시스템이 쓰일 전망이다. 수소를 싣고 다니며 하늘에서 전기를 만들고, 그 전기로 터빈을 회전시켜 비행기를 운항한다. 무엇보다 수소는 디젤이나 항공유와 비교해 무게가 절반이 되지 않는다. 대형 항공기 보잉747의 항공유 탑재량은 21만6840L라는 걸 생각해 보면 엄청난 무게를 절감할 수 있다.

결국 단거리 노선은 배터리식 중소형 전기비행기가, 장거리 노선은 수소연료전지식 대형 전기비행기가 대세로 자리 잡을 것이다. 누구나 비행기라는 이야기를 들으면 당연히 ‘전기비행기’를 떠올리는 세상은 이제 눈앞으로 다가오고 있다.

전승민 과학기술 전문저술가