[그린포스트코리아 김동수 기자] LG화학이 국내 최초로 ‘리튬-황 배터리’를 활용한 무인기 최고(最高) 고도 비행 테스트에 성공했다. 성층권의 극한 환경에서 안정적인 성능을 확인해 향후 세계 배터리 시장에서 주도권을 거머쥘 수 있을 것으로 보인다.

LG화학은 한국항공우주연구원에서 개발한 고고도 장기체공 태양광 무인기(EVA-3)에 리튬-황 배터리를 탑재해 성층권 환경에서 비행하는 시험에 성공했다고 10일 밝혔다.

성층권은 대류권과 중간권 사이에 있는 대기층으로 고도 12~50㎞ 사이를 말한다.

EVA-3는 고도 12㎞ 이상 성층권에서 태양에너지와 배터리로 오랜 시간 날 수 있는 소형 비행기다. 날개 위 태양전지판이 설치된 이 비행기는 낮에는 태양전지와 배터리 전력으로 비행하고 밤에는 배터리에 충전된 전력으로 비행한다.

LG화학은 지난달 30일 한국항공우주연구원 고흥항공센터에서 EVA-3에 리튬-황 배터리를 탑재한 후 13시간 동안 비행 테스트를 진행했다. 국내에서 해당 배터리로 테스트를 진행한 것은 LG화학이 최초다.

이번 테스트에서 EVA-3는 고도 22㎞를 비행해 무인기 기준 국내 성층권 최고 고도 비행기록을 달성했다. 총 13시간의 비해 중 7시간을 일반 항공기가 운항할 수 없는 고도 12~22㎞의 성층권에서 안정적인 출력으로 비행했다.

특히, 이번 테스는 영하 70도의 낮은 온도와 지상 대비 21분의 1 수준인 대기압에 가까운 극한 환경에서도 리튬-황 배터리의 안정적인 충·방전 성능을 확인했다는 데 의미가 있다.

리튬-황 배터리는 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 배터리 중 하나다. 양극재에 황탄소복합체, 음극재에 리튬메탈 등 경량재료를 사용해 무게 당 에너지밀도가 기존 리튬이온 배터리 대비 1.5배 이상 높다. 기존 리튬이온 배터리보다 가볍고 희귀 금속을 사용하지 않아 가격 경쟁력도 뛰어나다.

또한 전기차뿐만 아니라 장기체공 드론과 개인용 항공기 등 미래 운송수단의 성능을 좌우하는 핵심 부품으로 꼽히며 세계 각국에서 개발을 위한 경쟁도 치열하다.

앞서 LG화학 미래기술연구센터 혁신 전지 프로젝트팀은 1년 6개월 동안 성층권의 환경과 유사한 극한 환경을 재현해 낮은 온도와 기압에서 리튬-황 배터리연구를 진행했다. 

LG화학은 향후 추가적인 리튬-황 배터리 시제품을 생산해 수일 이상 장기체공 비행을 시연할 예정이다. 이와 함께, 리튬-황 배터리를 2025년 이후 양산할 계획이다.

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