Joby Aviation과 Archer Aviation의 배터리 종류와 차이점을 설명해드림

 

안녕하세요. 골드만(Goldman.ℏbar)입니다.

 

오늘은 eVTOL 제조사중에서 요즘 가장 핫한 Joby Aviation의 (수소연료전지) 기술과 Archer Aviation에서 사용하는 (리튬이온)배터리의 종류와 어떤 차이점이 있는지 설명해드릴려고 합니다. 

 

eVTOL 관련 회사에 투자하는데 도움이 되셨으면 좋겠습니다.

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Joby Aviation의 수소연료전지와 Archer Aviation의 리튬이온 배터리는 각기 다른 장단점을 가지며 안정성 면에서 차이를 보입니다. 두 기술을 비교할 때는 주로 화재 위험성, 에너지 밀도, 충전 또는 연료 보급 방식, 열 관리 등의 요소가 고려됩니다. 아래는 두 시스템의 안정성 비교입니다.

1. 화재 위험성
리튬이온 배터리는 에너지 밀도가 높아 폭발 위험이 있을 수 있습니다. 특히 충전 중 발열이 심하거나 과충전이 되면 화재 위험이 증가하므로, 고온 환경에서의 안정성을 확보하기 위해 엄격한 열 관리 시스템이 필요합니다.
수소연료전지는 고압의 수소를 다루기 때문에 수소가 누출되거나 점화원이 있을 경우 폭발 위험이 있습니다. 그러나 연료전지는 배터리보다 발열량이 적고, 물이 부산물로 배출되므로 화재 위험은 낮은 편입니다. 다만 수소의 누출을 방지하는 기술이 중요합니다.

Archer Aviation - Li-ion Battery

2. 에너지 밀도 및 비행 성능
리튬이온 배터리는 현 시점에서 수소연료전지보다 에너지 밀도가 낮아 긴 비행시간을 제공하는 데는 제한적입니다. 하지만 단거리 비행이나 짧은 충전 주기가 필요한 도시 내 이동에는 적합합니다.
수소연료전지는 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 높아 장거리 비행이나 장시간 운항에 유리합니다. 따라서 안정적인 장거리 비행을 목표로 하는 경우 더 나은 선택일 수 있습니다.

Joby Aviation - hydrogen fuel cell

3. 충전 및 연료 보급 방식
리튬이온 배터리는 충전 속도가 중요하며, 급속 충전 시 배터리 열화와 발열이 증가할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 열 관리 시스템이 필요합니다.
수소연료전지는 연료 보급이 빠르고 발열이 적어 고온에서도 안정적으로 운영할 수 있습니다. 다만, 연료전지 시스템의 초기 비용이 높고, 수소 충전 인프라가 필요합니다.

4. 열 관리
리튬이온 배터리는 발열이 많아 이를 제어할 열 관리 시스템이 필수적입니다. 고온에서 성능 저하와 열화가 발생할 수 있으며, 열 관리 시스템이 없으면 화재 위험도 증가합니다.
수소연료전지는 일반적으로 배터리보다 발열이 적고, 연료 전지가 물을 부산물로 방출하므로 열 안정성이 높아 열 관리의 부담이 상대적으로 적습니다.

결론
안정성 면에서는 수소연료전지가 우수하다고 평가될 수 있습니다. 수소연료전지는 연료 자체의 화재 위험은 존재하지만, 발열이 적고 열 관리가 더 용이하며, 충전 시간 또한 빠른 편입니다. 반면, 리튬이온 배터리는 고온에서 화재 위험성이 상대적으로 높아 지속적인 열 관리가 필요하며, 특히 급속 충전 시 열화 가능성이 큽니다.

따라서 장시간 운행과 열 안정성이 중요한 경우 수소연료전지가 유리하며, 단거리 및 도심 내 단시간 운행이 필요한 경우에는 리튬이온 배터리가 더 효율적일 수 있습니다.

 

개인적으로는 추후에는 아처항공에서도 결국 수소연료전지를 사용하는 방식으로 전환되지 않을까 생각됩니다. 

미국이라는 땅덩어리는 넓고 넓습니다. 단거리만 주행하는 리튬이온 방식의 배터리로 사업을 할 경우에 수명이 다된 배터리 처리문제나 배터리의 지속적인 공급문제로 인한 단가 인상등이 아처항공에는 단점으로 점점 다가올 것 같다는 생각입니다. 

하지만 조비항공은 초기 가격은 비싸더라도 더 멀리 운행할 수 있는 서비스를 초기에 선점해서 엔진 항공기가 다니지 못하는 헬리콥터 시장을 빠르게 확장해 나갈 것으로 생각됩니다.