H2FLY 수소연료전지 항공기 액화수소로 유인 비행 성공
H2FLY는 독일의 수소연료전지 항공기 스타트업입니다. 2016년에 개발한 HY4 항공기에 기체수소 연료를 통한 비행을 계속해 왔고, 2023년 9월 액화수소를 연료로 사용한 비행을 세계 최초로 성공하였습니다. 기체수소 대비 액화수소는 에너지 밀도가 높아 연료저장 및 시스템의 부피를 획기적으로 줄일 수 있고, 비행거리도 훨씬 길어집니다. 다만 극저온을 사용하여 액화수소의 보관 및 연료주입시 복잡성 등의 단점이 있습니다.
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최초의 수소연료 항공기 Tupolev Tu-155
러시아(구 소련)의 Tupolev Tu-155는 수소 및 이후 액체 천연 가스를 연료로 사용하는 세계 최초의 수소연료 항공기였습니다. 1988년 4월 15일에 최초로 비행하였고, 구 소련이 멸망할 때까지 운항하였습니다. Tupolev Tu-155는 연료를 저장하기 위해 극저온을 사용했습니다. 그러나 온전한 수소연료 항공기는 아니었고 하이브리드 형식이었으며, 세 개의 엔진중 하나만 실제로 수소(또는 액화 천연 가스)로 작동되었습니다.
독일 수소연료전지 항공기 스타트업 H2FLY
독일 수소연료전지 항공기 스타트업인 H2FLY는 세계 최초로 액화수소를 수소연료전지의 연료로 사용한 유인 비행에 성공했습니다.
H2FLY의 HY4는 액화수소만를 연료로 사용하여 수소연료전지 파워트레인에만 의존하여 비행하였습니다. HY4 기체와 조종사 2명은 3시간 1분 동안 비행에 성공하였고, 액화수소 10kg을 사용하였습니다. HY4가 가진 24kg의 저장 용량으로 환산하면 최대 8시간 동안 비행할 수 있다는 것입니다.
HY4의 추진 시스템에는 전기엔진과 수소 저장 장치 그리고 120kW 연료전지 에너지 변환기로 구성되어 있습니다. HY4는 2016년부터 개발되어 비행하였지만 그동안 기체수소를 사용하여 왔으며, 액화수소를 통한 비행은 이번이 처음인 것입니다.
액화수소는 기체수소보다 에너지 밀도가 더 높습니다. 이것은 탱크의 무게와 부피를 더 줄일 수 있다는 것이며, 항공 운송에서 더 많은 승객 좌석이나 화물공간을 확보할 수 있다는 것을 의미합니다. 그리고, 그만큼 운항거리도 증가합니다. HY4 비행기의 경우, 기체수소를 사용할 경우 750KM를 날 수 있지만, 액화수소의 경우 1,500KM로 거의 2배의 운항거리를 가지게 됩니다. 다만 액화수소는 극저온(약 -253도)이 필요하며, 연료의 보관과 연료 주입의 복잡성이 늘어납니다.
H2FLY의 다음단계
H2FLY의 다음 단계는 수소연료 시스템을 MW 단위의 용량으로 확대하는 것입니다. 2024년에는 H2FLY의 새로운 수소연료 시스템인 H2F-175으로 고도 27,000 피트 상공을 날게 될 것이며, 2025년에는 도이치 에어크래프트와 제휴를 통해 30석 규모의 Dornier 328기를 H2FLY 수소연료 시스템으로 개조하고 시험 비행하는 것을 계획하고 있습니다.
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