UAM·AAM 등 차세대 모빌리티에 대한 관심이 증폭되며 드론 산업의 친환경 에너지 동력원으로 수소가 떠올랐다.

두산모빌리티이노베이션이 가볍고 높은 안정성을 갖춘 수소 드론을 선보이며 수소 연료전지 선두 업체로서의 포부를 드러냈다.
 
두산모빌리티이노베이션(이하 DMI)은 지난 25일까지 개최된 ‘2023 드론쇼코리아’에서 수소 연료전지 기술을 적용한 드론과 수소 충전소, 무인이동로봇을 공개했다. 주요 품목으로는 △DM15 △DS30W △DT30X △UGV (Unmanned Ground Vehicles) 등이다.
 
수소는 지구상의 원소 중 가장 가볍고 안전하며, 대기 중에서 얻기 쉬운 산소로부터 나와 친환경 에너지로 주목받고 있다.
 
3차 전지라 불리는 연료전지는 산소와 수소의 화학반응을 이용해 전기를 생산하는 친환경 수소 발전 기술이다. 리튬이온전지(배터리)가 내부에 화학 에너지가 저장돼 있는 에너지 저장 장치라면 연료전지는 지속적으로 전기 생산이 가능한 에너지 변환 장치다.
 
수소 드론은 수소 연료전지를 사용하는 드론으로, 배터리 드론보다 비행 시간이 1시간 이상 길어 1회 비행 기준 점검거리가 4배 길며, 영역도 8배 넓다는 장점을 가졌다. 수소차가 비용 문제·충전 인프라 미흡 등의 과제를 안고 있지만, 이 또한 해결 가능성이 제시되고 있는 시점에서 수소 드론은 엔진 드론, 배터리 드론의 한계를 극복하고 내구성·편의성 측면에서 혁신을 가져다 줄 차세대 드론이라는 설명이다.
행사에서 전시된 'DM15'는 가볍고 높은 안전성을 갖춘 수소 연료전지 파워팩 모듈로, 커스터마이징이 용이해 어떤 기체에도 잘 맞고, 다양한 지상 모빌리티에도 적용할 수 있다. 온도 안정을 위한 설계가 되어 있다.
 
DMI 곽병철 과장은 “연료전지는 에너지 밀도가 높아 수소량이 증가하면 에너지량도 증가해 장시간 비행을 가능케 한다”며, “중대형 드론에는 수소 연료전지가 적합하다”고 말했다.
 
DMI의 파워팩은 드론의 이착륙 시 순간 고출력 대응을 위해 배터리와 하이브리드 시스템을 구성했다. 드론에 문제 발생 시 하이브리드 배터리가 비상 착륙을 도울 수 있어 안정성도 확보했다.
 
'DS30W'는 DMI가 개발한 2시간 이상 최대 80km까지 비행 가능한 수소 드론이다. 수소 연료전지 파워팩을 장착하기 위해 최적화된 기체로, 기존 제품 대비 내풍성이 강화돼 평균 풍속 12m/s, 순간풍속 15m/s까지 견딜 수 있으며, 방수·방진 관련 IP43 등급을 획득했다.
 
수소 드론이 배터리에 비해 연료전지의 무게가 더 나가는 문제를 해결하기 위해 DMI는 DS30W를 파워팩에 최적화된 옥토콥터 모양으로 구성했다.
 
'DT30X'는 일체형 수소드론으로, 기존 제품 대비 기체 사이즈를 축소했으며, 비행 효율이 높고, 방수, 방진 등 내구성이 우수하다. 이 드론은 올해 하반기에 국산화를 완료하고 국내 시장에 출시할 예정이다.
 
■ DMI 수소 솔루션, 웹사이트로 수소 주문 배송
이날 행사에서 DMI는 가볍고 내구성이 뛰어난 수소용기(7L, 10.8L)와 다목적 일체형 충전장비도 소개했다.

DMI의 수소 용기는 저장 효율 높은 초경량 Type 4 수소 용기로, 이는 수소차에 사용되는 검증된 방식이다. 한국 최초 인증을 획득했으며, 일반적 수소와 성분이 다른 수소가 사용된다. 안전성 테스트, 화염 테스트 등을 모두 거쳤다.

DMI는 전 세계 수소업체와의 협력을 통해 수소 공급 시설을 갖추고 있다. 고객이 수소를 주문하면, 충전된 수소 용기가 고객 현장으로 배송되며, 빈 수소 용기는 수거된다. 운반과 교체가 쉬워 충전된 수소 용기를 받아 직접 갈아 낄 수 있다. DMI는 SK E&S를 주요 수소 공급사로 두고 있다.
 
곽 과장은 “수소 연료전지만 생산한다고 수소 생태계가 구축되는 것은 아니다. 수소를 자체적으로 충전해서 쓸 수 있도록 하기 위해 약 800개 이상의 수소 실린더 유통을 하며 필요한 사업자들에게 주문 시스템을 구축했다”고 말했다.

DMI은 다목적 일체형 수소 충전장비도 선보였다. 수소 충전장비는 중동, 터키, 유럽과 같이 배송 서비스가 미흡한 지역 또는 국내 군과 같은 전시 상황에 대비해 수소 배달이 어려운 경우, 수소를 자체적으로 충전할 수 있는 설비다.
 
그러나 해당 충전 설비로 수소차를 충전할 수는 없다. 전기 충전기처럼 보급을 앞두고 있지만 법령의 구분이 다르다. 해당 드론 충전 설비는 이동이 가능한 용기이기 때문에 고압 이동식 수소용기 법을 적용을 받고, 넥쏘 같은 경우 자동차법과 이동이 불가능한 고정식 수소용기 법을 적용을 받는다.
 
결론적으로 이론상 수소차의 충전이 가능하지만, 우리나라에서는 불법이다. 이에 대해 업체 관계자는 추후 한국가스안전공사와 협의를 통해 법적 규제를 해결하고 있다고 전했다.

2023 드론쇼코리아에서 DMI는 “수소연료전지 파워팩을 활용한 드론, UGV 등 다양한 솔루션을 알리고, 사업협력 파트너를 발굴함으로써 수소모빌리티 사업영역을 점진적으로 확대해 나가겠다”고 말했다.