NASA, 600만 달러 투입해 '제로 에미션 전기 항공기' 개발 지원… 액체수소 연료전지 추진

기후변화 대응 위해 항공 전기화 나선 NASA

이세기 기후변화를 줄이려면 항공 여행을 포함해 모든 것을 전기화해야 합니다. 전기 항공기가 필요합니다. 아이디어가 황당하게 들릴 수 있지만 많은 연구센터와 민간 기관이 2030년까지 전기 비행을 실현하기 위해 노력 중입니다.

지금까지 설계된 전기 비행기는 추력 발생 프로펠러를 구동하는 전기 모터를 사용했습니다. 항공 연료보다 전기 에너지 비용이 훨씬 낮습니다. 배기가스 배출과 소음도 연소 엔진보다 낮습니다.

최근 10년간 NASA도 이 기술에 뛰어들었습니다. 이번 달(2019년 5월), NASA는 3년간 600만 달러를 지원해 대학 리더십 이니셔티브 프로젝트를 지원한다고 발표했습니다.

이 프로젝트 — '항공기용 극저온 고효율 전기 기술 센터(CHEETA)' — 는 에너지를 극저온 액체수소 형태로 저장하는 완전 전기 항공기 개발을 목표로 합니다. 항공기 추진 시스템은 이산화탄소와 기타 유해 배출을 제로(0)로 배출합니다.

연료전지 스택을 사용해 수소 에너지를 전기 에너지로 변환해 양력 발생 로터를 구동합니다. 이 수소 시스템은 저온을 필요로 하므로 무손실 또는 초전도 에너지 전송과 고출력 모터 시스템 활용 기회를 제공합니다.

출처: NASA

비극저온 장비 최근 발전으로 이 꿈이 현실에 한 걸음 더 다가갔습니다. 하지만 대형 항공기용 실행 가능한 극저온 시스템 구축은 여전히 어려운 과제입니다. 프로젝트는 향후 몇 년간 모든 기술적 과제를 다룰 것입니다.

총 3개 팀이 각각 다른 연구 주제를 맡았습니다.

위스콘신대학교

기업들이 제조 공정 모든 측면을 자동화하려 하지만, 일부 단계는 큰 변동성 때문에 로봇만으로 효과적으로 처리할 수 없습니다. 이 과정은 인간의 세심한 손길과 변화하는 조건에 따른 즉각적 행동이 필요합니다.

CHEETA 예술적 개념도 | 출처: 일리노이대학교

이 대학 연구자들은 로봇공학을 이용해 항공기 제조 공정의 유연성과 효율성을 높이는 동시에 근로자 안전을 개선하는 방법을 모색할 것입니다.

카네기멜론대학교

3D 프린팅 등 적층 제조 신기술을 사용해 대량생산 속도를 높이고 비용을 줄이되 안전성, 품질, 신뢰성은 타협하지 않는 새로운 기술을 연구할 것입니다.

일리노이대학교

연료전지에서 액체수소를 효율적으로 사용해 전기를 생산하는 방법을 탐구합니다. 또한 이 액체수소를 이용해 새로운 초전도 전기 시스템을 가능하게 하는 방법도 조사할 것입니다.

현대적 쌍발 단일 통로 항공기에 초전도 장비를 통합하는 개념을 연구 중입니다.