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[IT뉴스][알쓸신기] ⑪ 하늘을 나는 자동차?…못 나는건 배터리 때문일까

온카뱅크관리자

2026-06-20 06:07:27

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 기술이 발전할수록 그 장벽은 높아만 갑니다. 산업 현장의 소식을 빠르게 전해온 &lt;디지털데일리&gt;는 어떻게 하면 흥미로운 기술의 세계를 성인뿐만 아니라 청소년들도 쉽고 재미있게 이해할 수 있을까를 고민했습니다. 그 결과로 '알쓸신기 : 알아두면 쓸데있는 신박한 기술 사전' 시리즈를 구성했습니다. 앞으로 우리 일상을 움직이는 핵심 산업 기술을 하나씩 풀어가도록 노력하겠습니다. &lt;편집자주&gt;
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 [디지털데일리 김문기기자] 꽉 막힌 아침 출근길이나 명절 고속도로 위에서 누구나 한 번쯤은 "내 자동차에 날개가 달려서 하늘로 붕 날아갔으면 좋겠다"라는 상상을 해보았을 것이다. 현재, 이 엉뚱한 상상은 UAM(도심 항공 모빌리티), 즉 '하늘을 나는 드론 택시'라는 이름으로 우리 눈앞에 현실이 되고 있다. 이미 전 세계 대도시에서는 시험 비행이 한창이고, 머지않은 미래에는 스마트폰 앱으로 예약해 하늘을 날아 출근하는 시대가 올 예정이다.
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 그런데 여기서 한 가지 궁금증이 생긴다. 전기차 기술도 이미 완성되었고 드론 기술도 엄청나게 발전했는데, 왜 우리는 아직도 드론 택시를 길거리에서 쉽게 볼 수 없는 것일까. 부품이 부족해서도, 컴퓨터 성능이 떨어져서도 아니다. 범인은 바로 자동차 바닥에 깔리는 '배터리의 무게'에 있다.
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 ◆ 지구 중력과 배터리 무게의 눈물겨운 싸움
 땅 위를 달리는 전기차는 배터리가 조금 무거워도 큰 문제가 되지 않는다. 바퀴가 땅을 딛고 가기 때문에, 무거우면 에너지가 조금 더 들 뿐 달리는 것 자체는 가능하기 때문이다. 실제로 우리가 길에서 보는 멋진 전기차들의 몸무게를 재보면, 배터리 무게만 거의 500kg에서 600kg에 달한다. 웬만한 성인 8~9명이 차 바닥에 상시 탑승해 있는 셈이다.
 하지만 하늘을 날아야 하는 UAM은 이야기가 완전히 달라진다. 하늘을 날기 위해서는 지구가 아래로 당기는 힘인 '중력'을 이겨내고 위로 떠오르는 힘인 '양력'을 만들어내야 한다.
 쉽게 비유하자면, 기존 전기차가 '무거운 배낭을 메고 걷는 등산객'이라면, UAM은 '무거운 배낭을 메고 턱걸이를 하거나 하늘로 날아올라야 하는 체조 선수'다. 걷는 사람은 배낭이 무거우면 천천히 걸으면 되지만, 체조 선수는 배낭이 너무 무거우면 아예 점프조차 할 수 없다.
 즉, 지금의 전기차 배터리를 그대로 드론 택시에 넣었다가는 배터리 무게 때문에 뜨지도 못하거나, 뜨더라도 몇 분 못 가 추락하고 만다. UAM 배터리 기술의 핵심이 '목숨을 건 다이어트'가 된 이유가 바로 여기에 있다.
 ◆ 에스프레소처럼 꽉 짜낸 마법의 가루
 UAM이 하늘에서 최소한 20~30분 이상 안전하게 날아다니려면, 배터리가 가벼우면서도 엄청나게 많은 에너지를 품고 있어야 한다. 이 기술의 핵심 지표를 전문 용어로 '에너지 밀도'라고 부른다.
 가령, 이는 '커피 원액(에스프레소)'과 같다. 종이컵 한 가득 밍밍한 아메리카노를 마시는 것보다, 아주 작은 에스프레소 잔 한 잔에 카페인을 압축해 마시는 것이 몸을 깨우는 데 더 빠른 것과 같은 이치다.
 배터리도 마찬가지다. 기존 전기차 배터리가 1kg당 약 250Wh의 에너지를 낸다면, 하늘을 나는 UAM용 배터리는 최소 1kg당 400~500Wh 이상의 에너지를 내야 안정적인 비행이 가능하다. 똑같은 무게의 배터리 안에 에너지 원액을 2배 이상 꽉 짜넣어야 한다는 뜻이다.
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 이를 위해 배터리 기업들은 지난 화에서 배운 양극재 가루를 나노 단위로 쪼개어 밀도를 극대화하거나, 흑연 대신 순수한 실리콘과 리튬 금속을 사용해 배터리의 부피를 획기적으로 줄이는 연구에 사활을 걸고 있다.
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 ◆ 이어달리기 선수와 100m 달리기 선수의 차이
 UAM 배터리가 극복해야 할 마지막 관문은 '출력'이다. 땅 위를 달리는 전기차 배터리는 에너지를 오랫동안 일정하게 내보내는 '마라톤 선수'나 '이어달리기 선수'에 가깝다. 고속도로를 달릴 때 일정한 속도로 부드럽게 전기를 써야 배터리를 오래 효율적으로 쓸 수 있기 때문이다.
 반면 UAM은 수 톤짜리 기체를 공중으로 순식간에 들어 올려야 하므로, 이륙하는 그 짧은 몇 초 동안 엄청난 에너지를 한 번에 뿜어내야 하는 '100m 단거리 육상 선수'나 '역도 선수'의 심장을 가져야 한다. 이를 '초고출력' 기술이라고 부른다.
 문제는 배터리가 힘을 한 번에 과도하게 쓰면 내부에서 엄청난 열이 발생한다는 점이다. 땅 위에서 배터리가 뜨거워지면 차를 갓길에 세우면 그만이지만, 500m 상공을 날아가는 드론 택시 안에서 배터리가 과열되거나 멈추는 것은 곧바로 대형 사고로 이어진다.
 따라서 항공용 배터리는 엄청난 힘을 뿜어내면서도 열을 완벽하게 다스릴 수 있는 특수 냉각 소재와 구조가 필수적이다. 만에 하나 배터리 한 칸이 고장 나더라도 나머지 칸들이 즉시 임무를 교대해 안전하게 착륙할 수 있도록 만드는 '스마트 백업 시스템'이 현재 UAM 배터리 설계의 핵심 기술로 다루어지고 있다.
 ▶ '알쓸신기' 토크 어바웃 - "2026년, 마침내 열리는 K-UAM의 하늘길"
 산업적 관점에서 UAM은 단순히 '멋진 탈것'을 넘어, 전 세계 교통 체증을 해결할 유일한 열쇠다. 대한민국 정부와 기업들 역시 2026년 현재를 'UAM 상용화의 원년'으로 삼고, 전남 고흥을 비롯한 특수 시험 구역에서 실제 인간이 탑승하는 실증 비행을 성공적으로 진행하고 있다.
 한국 교통연구원에 따르면, UAM이 본격적으로 도입되면 서울 시내에서 인천공항까지 단 20분 만에 주파가 가능해진다. 지하철과 버스로 1시간 반 넘게 걸리던 거리를 획기적으로 단축하는 것이다.
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 자원이 부족하지만 배터리와 IT 기술만큼은 세계 최고인 우리나라가 이 '항공 배터리'라는 최종 관문을 먼저 넘어선다면, 미래 하늘길의 지배자는 다름 아닌 대한민국 기업들이 될 것이다. 60톤짜리 배터리를 지고 날아오르기 위한 공학자들의 위대한 다이어트 작전은 지금 이 순간에도 계속되고 있다.
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 ▶ 알쓸신기 키워드 번역기
 ·UAM (도심 항공 모빌리티): 도심 안에서 소음이 적은 전기 비행체를 타고 이동하는 차세대 교통 시스템이다. 흔히 '드론 택시'나 '하늘을 나는 자동차'로 불린다.
 ·에너지 밀도: 배터리의 단위 무게(1kg)당 담을 수 있는 에너의 양이다. 이 수치가 높을수록 배터리가 가벼우면서도 오랫동안 전기를 쓸 수 있다.
 ·양력: 비행기가 공중으로 떠오를 수 있도록 수직 위 방향으로 작용하는 힘이다. 기체가 가벼울수록, 모터의 힘이 셀수록 커진다.
 ·초고출력: 짧은 시간 안에 엄청난 양의 전기를 한 번에 뿜어내는 능력이다. 무거운 UAM 기체를 수직으로 들어 올릴 때 가장 필요하다.
 ·실증 비행: 연구실에서 만든 기술을 실제 도심이나 가혹한 환경에서 직접 비행시키며 안전성과 성능을 검증하는 최종 테스트 단계다.
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