"차세대 배터리는 안전·친환경·장수명·빠른충전"

[파이낸셜뉴스] 세계적인 배터리 권위자인 미국 시카고대 셜리 멍 교수는 배터리 개발에 있어 안전하고 친환경적이며, 긴 수명, 빠른 충전에 초점을 맞춰야 한다고 주장했다. 그러면서 현재 세계 각국의 연구자들은 리튬이온 배터리를 넘어 전고체 배터리와 흑연 대신 리튬금속을 전극으로 사용하거나 나트륨을 사용하는 배터리에 대한 연구개발이 활발하다고 전했다.

셜리 멍 교수는 25일 제주국제컨벤션센터에서 열린 '한국화학공학회 봄 학술대회' 기조강연에서 이같은 내용이 담긴 '미래 배터리를 위한 새로운 소재와 설계'를 발표했다.

멍 교수는 "2030년경에는 모바일 기기와 전기차 등을 사용하기 위해서는 200~300 테라와트시의 배터리가 필요하지만 현재 수준은 1%에 불과하다"고 설명했다. 그러면서 "지정학적 상황에 상관없이, 우리는 모두 배터리가 에너지 전환을 위한 혁명적 시대의 시작에 불과하다는 것을 인식해야 한다"고 강조했다.

현재 전세계는 광산과 배터리 재활용을 포함해 배터리 기술 인프라 구축에 막대한 투자를 해오고 있다. 그녀는 강연에 참여한 연구자들에게 배터리 연구개발을 하는데 있어 중요한 4가지 방향을 언급했다.

우선 배터리의 안전성이다. 배터리가 폭발하지 않으면서 고에너지를 저장할 수 있어야 한다. 그녀는 "금이나 주석없이 100% 재활용 가능한 배터리, 일회용이 아닌 재사용이나 재활용을 통해 친환경적인 개발이 중요하다"고 말했다. 그러면서 "배터리 제조에 사용되는 모든 요소는 이미 많은 탄소 발자국을 가지고 있으며, 많은 환경 영향을 미치기 때문"이라고 설명했다.

그녀는 "배터리는 인프라, 자산이 돼 집처럼 보험을 들고 거래할 수 있어야 한다"며 "매우 긴 수명을 가진 배터리를 설계하는 것은 연구자들의 책임"이라고 말했다.

또한 "일반 소비자들은 빠른 충전시간을 원한다"며 "현재 15분에서 5분 이내로 단축시키고 싶어 한다"고 주장했다.

이와함께 미국과 중국 등의 배터리 개발에 대한 현재 상황을 알렸다. 멍 교수는 "미국 정부는 5000만 달러(약 688억원)를 투자해 2021년 첫번째 차세대 배터리 개발 프로젝트를 마무리했다"며 "현재는 7500만달러(약 1000억원) 규모의 후속 연구가 이뤄지고 있다"고 말했다.

또한 중국이 주도하고 있는 무음극 나트륨 전고체 배터리 상황을 언급했다. 상위 10개 기업 중 1, 2위를 제외하고 모두 중국 기업이 차지하고 있지만, 한국 기업은 단 한 곳도 없다.

다만 LG에너지솔루션과 포스코홀딩스 등 국내 일부 기업은 무음극 나트륨 전고체 배터리를 개발하고 있는 것으로 알려졌다.

그녀는 산학연 협력에 대해서도 강조했다.

멍 교수는 "배터리 혁신을 위해선 대학과 산업, 국가 연구소와 스타트업이 합심해 결과물을 창출해야 한다"고 마무리했다.

[e-mail] 김만기 기자