도심항공모빌리티(이하 UAM)가 미래 산업의 새로운 먹거리로 떠오르면서 국내외 기업들이 UAM 개발에 속도를 내는 가운데 기체에 탑재될 배터리에 대한 관심도 덩달아 높아지고 있다.

국내 기업들로는 현대자동차그룹과 한화시스템, 한국항공우주산업(KAI) 등이 기체 개발에 박차를 가하고 있다. 

글로벌 기업 간 경쟁도 치열하다. 미국 제너럴모터스(GM), 독일 다임러와 포르쉐, 영국 애스턴마틴, 일본 도요타, 중국 지리 등 완성차업체들과 보잉, 에어버스 같은 항공기업, 모빌리티 서비스 스타트업들이 UAM을 개발중인 것으로 나타났다. 

이에 따라 UAM 기체에 탑재될 배터리에도 관심이 집중되고 있다. 

LG에너지솔루션(이하 LG엔솔)은 리튬이온 배터리에 이어 차세대 배터리인 리튬황 배터리와 전고체 배터리 개발에 한창이다.  제품 다각화를 통해 고객에게 다양한 선택지를 제공한다는 방침이다. 리튬황 배터리의 경우 2025년 상용화를 목적으로 소재부터 공정까지 전 과정 기술 개발에 집중적으로 투자하고 있다.

LG엔솔 관계자는 녹색경제신문에 "리튬황 배터리의 경우 원가는 저렴하지만 공정이 어려워 진입장벽이 높다. (본사는)배터리 기술과 관련해 약 2만3000건의 특허를 보유하고 있다. 다양한 제품을 개발하면 고객이 입맛에 맞는 배터리를 선택할 수 있을 것"이라며 "향후에는 밀도가 높고 가벼운 리튬황 전지가 UAM에 채택될 가능성이 높다"고 말했다.

리튬황전지는 이론적으로 최대 에너지밀도가 2500Wh/kg에 달한다. 최대 에너지밀도가 500Wh/kg인 리튬이온전지에 비해 5배 높다. 

가격 면에서도 유리하다. 황은 지구상 원소 중 17번째로 풍부한 원소로 가격이 저렴하기 때문에 배터리 단가를 낮출 수 있다. 현재 전기차에 많이 탑재되고 있는 리튬이온전지는 코발트 등 고가의 양극 소재가 필수적으로 사용돼 단가가 높다.

이런 이유로 에너지 밀도와 가격 경쟁력을 갖춘 경량 리튬황전지는 UAM에 적합한 차세대 전지로 떠오르고 있다.

삼성SDI는 2000년대 초반에 연구개발을 진행했지만 장(長)수명 구현에 실패하면서 자체 개발을 중단한 바 있다. 이후로도 꾸준히 차세대 배터리 개발에 집중하며 현재 배터리 관련 2만건이 넘는 특허 기술을 보유한 것으로 나타났다.

삼성SDI 관계자는 녹색경제신문에 "차세대 배터리와 관련해서는 공식적으로 2027년 이후 전고체 배터리를 상용화 한다고 밝힌 상태며, 용도나 스펙은 연구중이기 때문에 공개하기 어렵다"고 말했다.

SK이노베이션도 녹색경제신문과의 통화에서 플라잉카 개념으로 R&D를 진행하고 있다고 밝혔다. 다만 어떤 형식의 배터리를 개발중인지에 대해서는 함구했다. 무게를 줄이는 것을 중점에 두고있지는 않는 것으로 파악된다.

SK이노베이션 관계자는 "항공기나 여객기의 경우 수백 수천톤이지만 하늘을 난다. 무게가 핵심 포인트는 아니다"라고 말했다.

리튬황 전지 개발은 특화 역량을 보유하고 있는 스타트업이나 국가 펀드 과제로 진행되고 있다. 중국의 경우 CATL에서도 일부 특허 출원이 확인되고 있으며 대학이나 연구기관을 통한 국가 펀드 위주로 연구중인 것으로 나타났다.

2024년에 기체개발을 완료하고 2025년부터는 상용화를 목표로 둔 한화시스템은 기체에 탑재할 배터리가 가벼울 수록 좋다는 입장이다.

한화시스템 관계자는 녹색경제신문에 "현재 연구중인 기체는 조종석 포함 5인승이다. 많은 인원을 태워 오랜 시간 비행하는 데에는 가벼운 배터리가 더 유리할 것"이라며 "하지만 배터리의 무게나 성능이 드라마틱하게 차이나지는 않는 것으로 보인다. 또 개발 막바지에 배터리가 바뀔 수도 있는 상황"이라고 말했다.

이어서 "2024년이 멀지 않았다. UAM 시대가 열렸을 때 에어택시와 같은 새로운 모빌리티가 이용객들에게 거부감이 들지 않도록 노력할 것"이라고 덧붙였다.