공기 없는 타이어, 우리는 이걸 ‘에어리스 타이어’라 부릅니다. 우주 탐사용으로 개발되고 있고 일상에서도 사용할 수 있도록 20년 전 부터 세계 여러나라 기업들이 개발에 몰두하고 있습니다. 이 기술이 완성되면, 일반 수레나 자전거 뿐만 아니라 중장비에 이르기까지 굴러가는 것이라면 거의 모든 것에 적용할 수 있게 됩니다.
그런데 이걸 굳이 개발하려는 이유가 뭘까요? 기존 타이어와 비교했을 때 어떤 장점이 있는 걸까요?
에어리스 타이어의 장점은?
에어리스 타이어의 장점은 생각보다 많습니다. 우선, 펑크로부터 자유롭습니다. 타이어 안에 뭐가 들어있지 않고 오로지 특수 소재와 특별한 구조로 짜여진 형태로 구성되어 있기 때문에 혹시나 뾰족한 물체를 밟아도 아무런 문제가 없습니다.
이런 이유로 닳아 없어지기 전까진 특별히 관리할 필요가 없기 때문에 유지 보수 차원에 있어 매우 유리합니다. 여기에 들어가는 소재로 고무 대신 플라스틱이나 유리 섬유의 합성물들이 들어갑니다. 개념 자체가 완전히 다르기 때문에 들어가는 재료마저 다를 수 밖에 없는 겁니다.
한편 이런 식의 타이어는 주행 효율도 상당히 높습니다. 전기차 최대 이슈는 ‘주행거리’인데 이것을 높이려면 차를 가볍게 만들거나 공기저항을 극단적으로 줄이거나, 아니면 배터리 용량을 끌어올리는 수 밖에 없습니다.
마지막으로 타이어를 바꿔서 효율을 높이는 방법이 있는데, 기존의 고무소재가 들어간 타이어로는 한계가 있어, 새로운 개념을 도입하지 않는 한 드라마틱한 결과를 내기는 어려웠습니다.
일반 타이어는 주행하면 할 수록 공기가 빠져나갈 수 밖에 없는데, 이 경우 점점 타이어가 노면에 닿는 면이 증가해 구름저항이 높아지고 결국 여기서 발생하는 에너지 소모(마찰) 때문에 주행거리가 줄어들게 됩니다.
미국 정부기관 연구에 따르면, 일반 내연기관차는 소모되는 에너지의 4~11%를 구름 저항을 극복하는데 사용합니다. 즉, 연비(전비)향상을 꾀하려면 지면과 바로 맞닿는 타이어에 혁신을 불러올 수 밖에 없다는 겁니다.
한편 에어리스 타이어는 공기를 채워 넣지 않기 때문에 처음부터 끝까지 구름 저항이 비슷하기 때문에 효율이 높아지게 됩니다. 이론상 일반 타이어보다 25% 효율이 좋다고 하는데, 바로 이 점 때문에 전기차 제조사들이 지향해야 할 기술이기도 합니다.
특히 전기차는 배터리 때문에 동급 대비 차가 무겁기 때문에 이를 떠받치는 타이어에 가해지는 하중역시 무거워질 수 밖에 없습니다. 이런 점에서 기존 타이어의 마모 속도가 빠르기 때문에, 마모율이 비교적 낮은 에어리스타이어를 도입할 필요가 있습니다.
만약 1kwh당 4.5km를 가는 72.6kwh 배터리를 장착한 아이오닉 5가 있다고 가정했을 때, 에어리스 타이어로 바꿀 경우 전비는 1kwh당 5.6km로 늘어납니다. 주행가능거리로 비교하면 326.7km를 갈 수 있던 차가 406.5km를 주행할 수 있게 됩니다. 약 80km나 더 주행할 수 있게 되는 것이죠. 여기에 타이어 사이즈까지 줄인다면 100km 이상을 더 주행할 수 있게 될 것입니다.
매력적이죠? 하지만 테스트 혹은 작은 규모의 차량용으로는 최근에 들어서야 하나둘 적용되고 있지만, 높은 단가와 소재의 한계 때문에 여전히 대중화되지 못하고 있습니다. 하지만 이 문제만 해결된다면 아무리 기술력이 없는 기업이라 할 지라도 장거리 주행이 가능한 전기차를 만드는 세상이 올 것입니다.
