배터리 붐이 전 세계적으로 일어나고 있다. 배터리가 탑재된 장비들이 계속해서 나오고 있기 때문이다. 그러면서 새로운 유형의 배터리들도 활발하게 연구되고 있고, 기존 배터리들에서도 향상될 부분들이 발견되고 있다.

[보안뉴스 = 존 에드워즈 IT 칼럼니스트] 지구 전체가 배터리를 달고 다니는 듯한 시대다. 손에 들고 다니는 작은 스마트 장비에서 집에서 사용하는 가전들은 물론 이제 자동차들에까지 배터리가 달린다. 수요가 높다. 높아도 너무 높고 앞으로 한 동안은 더 높아질 전망이다. 문제는 그러한 수요를 떠받쳐줄 수 있을 정도로 배터리 기술이 발전해 있지 않다는 것이다.


배터리는 여러 기술로 구성된 분야다. 발전을 위해서는 각종 기술들이 균형 있게 성장해야 한다. 게다가 ‘발전’이라는 것 자체가 여러 가지 의미를 담고 있다. 많은 에너지를 저장할 수 있어야 하는데다가, 빠르게 충전이 될 수도 있어야 하며, 폭발의 걱정도 0에 수렴해야 한다. 리스폰서블배터리콜리션(Responsible Battery Coalition)의 수석 국장인 스티브 크리슨센(Steve Christensen)은 “어디에 활용되는 배터리냐에 따라 연구 방향이 달라지며, 아직까지 모든 경우의 수에 다 부합하는 다목적 배터리 같은 기술은 발전해 있지 않다”고 말한다. “하지만, 예를 들어 전기 자동차만을 위한 배터리라고 한다면 시장의 요구를 잘 맞출 수 있는 수준이긴 합니다.”

배터리의 발전을 촉진시키는 요인들
사실 배터리라는 것은 까마득한 옛날부터 있어 왔던 것이다. 그것이 갑자기 화제의 중심에 선 것은 전기 자동차 때문이다. 전기 자동차를 구매하는 사람들이 늘어나고, 여러 정부들까지 앞다투어 지원하면서 배터리 붐이 일어났다. 일리노이대학교 어바나샴페인(University of Illinois Urbana-Champaign)의 폴 브론(Paul Braun) 교수는 “향후 수년 동안 전기 트럭은 꽤나 많이 판매될 것이며, 따라서 이쪽으로 공급되는 배터리의 양도 계속해서 늘어날 겁니다. 게다가 전기 비행기마저 슬슬 나타나는 때이니 배터리 분야의 할 일은 벌써부터 산적해 있다고 봐도 무방합니다.”

현재의 배터리 기술로도 개인용 전기 트럭을 가동시키기에는 충분하다. 문제는 가격이 여전히 높다는 것이다. 특히 배터리로 가동되는 차량의 크기가 커지면 커질수록 들어가는 배터리의 비용 역시 높아지는데, 이게 크기에 따라 비례적으로 높아지는 게 아니라고 한다. “배터리 용량이 커지면 커질수록 가격은 더 가파르게 올라갑니다. 배터리 제작에 들어가는 광물의 가격과 유통망에 개선이 있지 않는다면 배터리 가격이 꽤나 큰 장애로 남아있을 가능성이 높습니다.”

산업기술연구기관(Industrial Technology Research Institute, ITRI)의 연구 국장인 카이청 주앙(Kai-Cheung Juang)은 “2030년이 되면 전 세계 차량 판매량의 86%를 전기 자동차가 차지할 가능성이 높다”고 말한다. “배터리에 대한 수요는 가파르게 높아질 전망입니다. 여기에다가 재생산 에너지 기술도 빠르게 발전하고 있지요. 이런 현상과 흐름들이 결합했을 때 획기적인 발전이 있을 거라고 생각합니다. 다만 그 획기적인 발전에 가격이라는 요소도 포함되어야 할 것입니다.”

브릭스앤스트래튼에너지솔루션즈(Briggs & Stratton Energy Solutions)의 부회장 세쿼야 크로스(Sequoya Cross)는 “지금도 기술적으로 충분하다는 의견들이 많은데, 훨씬 더 많은 에너지를 저장할 수 있어야 하고, 극단적인 기후 변화에도 버틸 수 있어야 한다는 과제가 남아 있다”고 지적한다. “면적 당 저장 에너지양이라는 측면에서는 아직 가야 할 길이 한참 더 남았습니다. 그러면서도 안전 문제 역시 다뤄야 하겠고요. 배터리는 아직 정체되었다고 하기에 먼 분야입니다.”

희망을 주는 기술들
그래서 많은 기업들이 다양한 방법으로 배터리 기술에 투자를 감행하고 있다. 현 시점에서 가장 많은 투자를 받는 건 전고체 배터리라는 것이다. 대형 전고체 배터리는 전기 자동차 등 규모가 제법 큰 곳에 응용 및 적용된다. 가장 널리 사용되는 리튬 배터리보다 덩치가 작고, 가벼우며, 에너지 농축도가 뛰어나기 때문이다. “충전 속도마저 빠르니 이상적이라고 할 수 있습니다. 다만 아직 개발 중에 있지요. 완성만 된다면 배터리 분야를 획기적으로 바꿀 것이라고 봅니다.”

브론은 “전고체 배터리가 주는 희망은 아직까지 이론적인 것”이라고 짚는다. “상용화 하려면 더 많은 노력이 필요합니다. 아직 우리는 전고체 배터리라는 것의 잠재력을 완전히 이해하지 못하고 있어요. 하지만 언젠가는 필요한 지식들을 갖추고 상용화에도 이를 수 있을 겁니다. 그렇기 때문에 저는 개인적으로 전고체 배터리의 시대가 오는 것에 대해 많은 기대감을 가지고 있습니다.”

크로스의 경우 “발전의 여지를 가지고 있는 건 전고체 배터리만이 아니”라는 의견이다. “세상에는 다양한 형태의 배터리가 존재하고, 이 배터리 기술들 모두가 향상될 부분들을 가지고 있습니다. 더 빨리 충전되고 더 오래 가는 법을 도모해야 하겠지요. 리튬황전지만 해도 꽤나 잠재력이 높은 배터리 기술입니다. 아직 개발이 진행 중에 있긴 하지만 역시 현대의 배터리보다 더 많은 에너지를 안전하게 저장해 줄 것입니다. 전기 차량에도 충분히 탑재될 만한 것으로 보이고요.”

브론은 “어쩌면 가장 필요한 혁신은 배터리 유통망의 혁신일지 모른다”고 말한다. “배터리는 겉모양이나 내부 구조나 거의 다 똑같아 보입니다. 하지만 그 똑같아 보이는 것들이 어떤 과정을 통해 어떻게 조립되어 기능을 발휘하게 되었느냐는 완전히 다릅니다. 그리고 그 동안 많은 변화가 있기도 했고요. 그 변화를 계속해서 유지해가야 합니다. 더 나은 생산과 더 나은 유통을 통해 더 나은 가격을 형성하지 않는다면 배터리 기술의 발전이 가지는 의미가 축소될 겁니다.”

배터리 자체만으로 배터리의 부족한 부분을 향상시키는 건 아니라고 크리슨센은 지적한다. “전기 자동차를 어떤 구조와 재료로 만드느냐에 따라서도 배터리가 더 높은 성능을 발휘할 수도 있습니다. 특히 전기 자동차가 각광 받는 이유가 기후 변화라는 걸 생각했을 때, 이왕이면 더 작고 가볍게 만드는 게 좋겠죠. 그런 자동차의 배터리라면 효율도 좋고, 충전을 덜 하게 되니 수명도 길어집니다. 산업 대 산업의 협업이 중요하다는 건데, 이러한 측면에서도 향상이 필요합니다.”

글 : 존 에드워즈(John Edwards), IT 칼럼니스트
[국제부 문정후 기자(globoan@boannews.com)]

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