차세대 전지로 꼽히는 ‘전고체 배터리’를 장착한 유인 조종 항공기가 사상 첫 시험비행에 성공했다. 전고체 배터리는 자동차와 전자기기에 광범위하게 쓰이는 리튬이온배터리보다 무게당 저장할 수 있는 전기는 많고, 화재 위험은 적다. 향후 항공 교통수단의 혁신을 부를 계기가 될 것이라는 기대가 나온다.

미국 비영리단체 ‘헬리오스 호라이즌’은 10일(현지시간) 전고체 배터리를 사용한 최초의 유인 전기 항공기 시험비행을 완료했다고 발표했다. 비행 날짜는 지난 5일이었고, 장소는 플로리다주 중부 제퍼힐스 공항 상공이었다. 헬리오스 호라이즌은 비행 거리와 최고 속도는 공개하지 않았지만, 해당 항공기가 기대 이상의 성능을 보였다고 했다.

시험비행은 슬로베니아 항공기 제조기업 피피스트렐이 개발한 ‘타우루스 모터 글라이더’의 동력 체계를 개조한 모델로 이뤄졌다. 2인승 기체이지만, 이날 시험비행에서는 승객 없이 조종사 한 명만 탔다.

원래 타우루스 모터 글라이더는 리튬이온배터리 힘으로 프로펠러 1개를 돌려 이륙한 뒤 공중에 이르면 모터를 끈 채 활공한다. 그런데 헬리오스 호라이즌은 리튬이온배터리를 떼어내고 전고체 배터리를 끼웠다.

전고체 배터리는 현재 널리 쓰이는 리튬이온배터리보다 에너지 밀도가 60~80% 높다. 같은 무게일 때, 전고체 배터리가 전기를 훨씬 많이 저장한다는 뜻이다. 같은 양의 전기를 저장하려면 상대적으로 배터리 무게를 줄일 수 있다는 뜻도 된다.

하늘을 나는 비행기는 무게에 가장 민감하게 반응하는 교통수단이다. 전고체 배터리는 기체를 가볍게 만들면서도 하늘을 날기 위한 전기는 최대한 많이 공급하는 능력을 지녀 미래 항공기에 잘 맞는 동력원인 셈이다.

실제로 시험비행을 위해 개조되기 전 타우루스 모터 글라이더에는 에너지 밀도가 260Wh/㎏인 리튬이온배터리가 탑재돼 있었는데, 전고체 배터리로 동력 체계를 바꾸고 나니 이 수치가 410Wh/㎏으로 올라왔다.

전고체 배터리는 화재 위험도 적다. 리튬이온배터리에서 때때로 불이 나는 이유는 내부에 채워진 ‘액체 전해질’ 때문인데, 전고체 배터리에는 이것이 아예 없다. 배터리에 구멍이 나는 것과 같은 물리적 손상에도 발화 가능성을 최소화할 수 있다. 헬리오스 호라이즌은 “우리는 사상 처음으로 상업용 전기 항공기를 실현하는 데 필요한 조건을 제공하는 배터리 기술을 보유하게 됐다”고 강조했다.

전고체 배터리에는 생산비가 많이 들고, 순간적으로 강한 힘을 뿜는 능력이 상대적으로 약한 문제가 남아 있다. 하지만 한국을 비롯한 세계 각국 관련 업체들이 전고체 배터리 상용화에 주력하고 있어 향후 자동차는 물론 항공기 분야에서도 ‘전기화’ 흐름이 강하게 일어날 가능성이 커질 것으로 보인다.