충전 걱정없어…‘수명 50년’ 슈퍼배터리 개발

한 번 충전으로 거의 50년을 사용할 수 있는 이른바 ‘슈퍼배터리’가 곧 등장할 것으로 예상돼 네티즌들의 관심이 집중되고 있다.

영국 일간지 데일리메일은 미국 에너지부(DOE) 산하 오크리지 국립연구소(ORNL) 연구진이 기존보다 효율적이면서 수명은 훨씬 긴 혁신적인 배터리 기술을 개발했다고 지난달 30일(현지시간) 보도했다.

기존 전지는 외부 전기 에너지를 화학 에너지 형태로 바꿔 저장했다 필요할 때 전기를 만들어 내는 방식을 취하며 최근에는 한 번 쓰고 버리는 일차 전지(건전지)보다 충전방식으로 여러 번 사용할 수 있어 경제적·환경적 이점을 모두 제공하는 이차 전지(충전지)가 주목받고 있다.


전통적인 전지의 구조는 음극과 양극 사이에 전해질인 염화암모늄 용액이 채워져 있는 모양으로 시간이 지나면 양극에 있는 수소이온이 주변의 전자와 반응해서 수소가스가 된다. 이 수소가스는 이산화망간과 화합반응을 일으키는 데 이 반응이 지속되면서 배터리 수명이 점점 짧아지게 된다.

리튬 염 첨가 시 증가하는 배터리 에너지 효율성 (오크리지 국립연구소, ORNL)

연구진은 전지의 전해질 성분을 에너지 밀도가 높은 리튬 염(가루)으로 대체하는 실험을 했고, 결과적으로 해당 성분이 배터리의 수명과 에너지를 증가시키는 것을 확인했다. 이렇게 탄생한 ‘리튬 탄소 배터리’는 기존 전지보다 약 26% 더 큰 용량에 설계방법에 따라 최대 50년간 사용될 수 있다.

해당 배터리는 오랜 시간 에너지 공급이 필요한 ‘인공 심장 박동기’, ‘무선 주파수 식별 장치’ 등에 폭넓게 활용될 것으로 예상된다. 연구소 측은 “심장 박동기를 착용한 사람이 단순한 건전지 교체 때문에 10년마다 전신마취 후 가슴절개수술을 받아야하는 상황을 막을 수 있을 것”이라고 설명했다.



한편 이 연구결과는 국제 학술지인 미국화학회지(JACS, Journal of the American Chemical Society) 최근호에 발표됐다.

자료사진=애플(위), 오크리지 국립연구소

조우상 기자 wscho@seoul.co.kr