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항공우주공학과 권세진, 심현철교수, 연료전지 무인기개발
- 액상 수소화물에서 수소추출, 연료전지스택에 공급하는 시스템 개발- 액체연료로는 세계최초, 무인기의 임무한계 획기적 연장 가능성 열어
우리 학교 항공우주공학과 권세진(權世震, 48, 사진왼쪽) 교수, 심현철(沈鉉哲, 38, 사진오른쪽) 교수 연구팀이 연료전지로 구동하는 소형 무인기를 개발했으며, 장시간 시험비행에 성공했다.
이번 연구개발 결과는 기존의 소형 무인기 동력원으로 사용되던 2차 전지를 대체할 수 있는 새로운 동력장치인 연료전지를 이용, 무인기의 임무 한계를 획기적으로 확장할 수 있는 가능성을 열었다는 데 큰 의의가 있다. 감시정찰을 목적으로 하는 소형 무인기는 미국 등 기술 선진국에서 실용화 되었으나, 동력원인 배터리의 에너지 밀도가 낮아 제한적인 임무수행만이 가능했다. 權 교수 연구팀이 개발한 무인기의 연료전지 동력장치는 소음이 없고 효율이 높으며, 액상 수소화물로부터 수소를 추출하기 때문에 기존의 배터리에 비해 에너지 밀도를 10배 이상 향상시켰다. 이번에 개발된 연료전지는 무인기 뿐 아니라 로봇의 전원으로도 사용이 기대된다.
▣ 개발배경연료전지는 차세대 동력원으로 세계 각국에서 개발경쟁이 치열하다. 국내에서도 몇몇 전자 및 화학 업체에서 노트북 컴퓨터용 연료전지를 개발하여 시연한 바가 있고, 자동차 회사에서는 엔진을 대체하기 위한 연료전지를 연구 중에 있다. 그러나 연료전지의 우수성이 잘 나타날 수 있으며 연료전지가 아니면 구현 자체가 어려운 장치는 무인기나 로봇 등과 같은 소형 모바일 시스템이다. 미국의 해군연구소와 조지아공대(Georgia Tech)의 연구팀이 연료전지 무인기를 연구해 왔으나, 이들은 고압의 수소가스를 저장하여 사용하므로, 에너지 밀도를 높이는 데에는 실패했다. 또한 연료 재보급을 위한 시설 등 운용상의 문제점도 가지고 있다. KAIST의 權 교수 연구팀은 액상 수소화물에서 수소를 추출하여 연료전지 스택에 공급하는 시스템을 개발했으며, 이를 시험용 무인기에 탑재하여 장시간 안정적으로 시험비행 하는데 성공했다.
▣ 핵심기술의 내용權 교수팀에서 사용한 연료인 수소화붕소나트륨(NaBH4)은 불연성이고 안정한 친환경 물질로써, 취급이 용이하고 수소 함량이 높다. 이 물질로부터 추출된 수소는 순도가 높기 때문에 연료전지 시스템 적용이 수월하다. <그림 1>은 프로펠러를 포함하는 전체 시스템의 구성도이다. 수화물을 가수분해하는 촉매 반응기, 전기를 발생하는 연료전지 스택, 동력을 충전 및 공급하는 동력제어장치, 프로펠러를 구동하는 전기모터로 이루어져 있다. 촉매 반응기에서 가수분해 과정을 통해 발생한 수소는 연료전지 스택에서 전기를 발생한다. 전기에너지는 동력제어장치에 충전되었다가 출력 요구 시 전동모터를 구동한다. <그림 2>는 동력발생 장치를 무인기에 탑재한 모습이다. 이번에 개발된 연료전지 무인기는 무게 2kg(연료전지시스템 750g 포함)으로써 500g의 연료를 싣고 10시간 이상 비행할 수 있다. 이는 배터리 동력원을 갖는 기존 무인기 항속시간의 10배에 달한다.
<그림 1> 동력계통의 구성
<그림 2> 동력 장치가 탑재된 무인기
<그림3> 무인기가 비행하는 광경
2007.10.12 조회수 20678 -
한.중 국제이동단말기술 학술대회 개최
휴대폰 강국 한국과 새롭게 뜨는 중국, 최고 대학들이 뭉쳤다
KAIST(총장 서남표) 전기 및 전자공학과와 SIPAC이 LG전자와 공동으로“LG-KAIST-중국 5개 대학 국제이동단말기술 학술회의”를 9월 28일(금) KAIST에서 개최했다.
이 학술회의는 한중간 휴대폰 관련 인적 네트워크 구축과 중국 휴대폰 표준화 활동에 적극 참여하기 위한 목적으로 LG 전자의 지원 하에 2004년부터 시작되었다. 년 2회씩 중국과 한국을 번갈아가며 개최되고 있다.
이번 학술대회에는 중국의 이동통신 단말기술 분야 명문대인 청화대, 북경대, 복단대, 전자과기대, 서안교통대에서 교수 및 학생 등 약 70여명이 참가했다. 한중간 공동연구의 주요 연구 성과 발표와 북경대 "휴대폰 단말기 연동 RFID 시연"은 신기술에 대한 중국의 최첨단 연구를 조망해 볼 수 있는 장이였다.
KAIST 유회준 교수는 “휴대폰 산업의 신 강국으로 떠오르고 있는 중국과 공동 연구를 진행하고 있다는 점에서 의미가 크다."며 "매년 휴대폰 신규 가입자가 6000만인 세계 최대 휴대폰 시장인 중국에서 이 대회 지원기관인 LG에 대한 호감도가 높아지고 있다. 한국 휴대폰이 중국 시장 공략의 유리한 고지를 점하는 계기가 되었다."며 그간 공동연구와 한중 교류 성과에 대한 자신감을 나타냈다.
LG전자 최차봉 연구위원은 “한국은 휴대폰 산업에 있어 우위를 점하고 있지만 앞으로 이를 계속 유지시키는 것이 중요하다. 세계 최대 시장을 보유하고 다국적 기업 간의 경쟁 무대로 떠오르는 중국과 적극적인 기술, 인적 교류가 필요하였다. KAIST를 중심으로 중국의 최고 명문 대학 간 연구 네트워크를 형성, LG를 비롯한 한국 휴대폰 산업이 공동으로 미래를 준비해나가고 있다는 점에 의의가 있다.”며 이번 행사에 거는 기대를 말했다.
2006.09.29 조회수 15600