포스코퓨처엠

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전기차, 휴대폰과 같이 우리 생활 속 모든 영역에 영향을 주는 배터리. 더 오래, 더 작은 배터리를 향한 도전은 끝이 없습니다. 특히 최근에는 다양한 배터리 스타트업들이 태어나며 미래 기술을 선보이고 있어 화제입니다. 천문학적인 자금으로 양산체제를 구축하고 있는 배터리 회사들에 비교하면 다윗의 싸움이라 할 수도 있겠습니다. 하지만 지금의 누구에게나 ‘처음’의 시기가 있었습니다. 더 좋은 배터리를 향한 스타트업들의 도전을 함께 응원해봅니다.

천년가는 배터리라고?

 

NDB의 '나노 다이아몬드 배터리'

 

실리콘밸리 스타트업 ‘NDB’는 지난 8월, ‘자가충전’과 ‘지속기간 1천년’을 지향하는 배터리 개발에 나섰다고 밝혔다. ‘나노 다이아몬드 배터리’라 불리는 이 제품은 산업용 다이아몬드와 핵 폐기물로 구성되어 있는데, 공기 중에 노출돼있으면 자체적인 전기흐름을 만들어 스스로 충전한다는 설명이다. 연구진이 제시한 최대 수명은 2만8천년에 이른다. 벌써 시제품을 요청한 계약 대상이 여러 곳이라고 밝혔으며, 캠브리지대학 연구소 등에 따르면 전력 효율이 15% 개선되는 등 효과가 확인되었다고 한다. 배터리 충전이 필요 없는 시대, 과연 올 수 있을까? 

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  미국 스타트업 NDB가 나노 다이아몬드 자가충전 배터리의 테스틀 마쳤다고 밝혔다.(출처 NDB)

폐배터리로 똑똑하고 따뜻한 에너지를

랜시의 지능형 ESS 히터

프랑스의 스타트업 랜시(Lancey)는 전기자전거 폐배터리를 수거해 라디에이터 형태의 소규모 가정용 ESS와 히터를 겸한 배터리를 생산하고 있다. 이 제품은 단순히 배터리와 히터 역할만 하는 것이 아니다. 사용자의 데이터를 수집해 클라우드에 저장하고 생활 패턴과 날씨, 기후, 전력 사용 계약 등에 따라 최적의 에너지 사용을 유도함으로써 비용을 30%까지 절감한다. 특히 임대주택 사업과 연계해 저소득층의 주거복지 향상에 유용하게 사용되고 있다. CEO 라파엘에 따르면 전 세계에는 교체해야 할 노후 히터가 2억개 이상 있다고. 가정용 에너지 관리 시장을 파고들어 사업 기회와 사회적 가치 실천의 두 마리 토끼를 잡으려는 이들의 성공을 진심으로 응원해 본다.

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  랜시의 에너지 저장 장치는 사용 데이터를 파악해 최적의 에너지 사용을 유도함으로써 비용을 절감한다.(출처 : 랜시)

붉은 벽돌로 지은 자력발전 건물

워싱턴대의 '스마트 브릭'

(스타트업은 아니지만) 미국 워싱턴대 연구진은 8월 ‘네이처 커뮤니케이션즈’를 통해 붉은 벽돌에 전기를 저장하는 신기술을 발표했다. 평범한 벽돌에 수없이 뚫린 작은 구멍 안에 전도성 고분자 물질, 즉 전기가 통하는 플라스틱을 발라 전기 저장소로 삼았다. 이런 벽돌로 집을 짓게 되면 벽 자체가 거대한 배터리가 되는 셈이다. 이 기술은 신재생에너지 확산에 기술적인 바탕이 될 수 있다. 별도 공간이나 비용 없이 전기를 모아둘 수 있는 슈퍼 커패시티가 될 수 있는 것. 다만 아직은 에너지 밀도가 리튬이온배터리의 1% 수준의 초보 단계이다. 연구진은 집근처 ‘홈데포’에서 구입한 700원짜리 벽돌 3개를 직렬로 연결해 15초 만에 충전했고, 2.7V가 필요한 LED조명에 약 11분 동안 전원을 공급했다. 금속산화물을 배합하면 성능을 더 끌어올릴 수 있다고. 나중에는 우리 집이 거대한 배터리가 될지도 모르겠다.

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  연구팀이 실제 테스트한 프로토타입 제품 (출처 : 네이처 커뮤니케이션즈)

국내 스타트업의 웨어러블 배터리 기술

리베스트의 아르테닉스 밴드

국내 스타트업인 리베스트는 웨어러블 배터리 기술을 상용화하고 CES에도 출품한바 있다. 스마트워치용 플렉시블 리튬이온 배터리와 이를 내장한 액세서리인 아르테닉스 밴드. 언론발표 등을 종합해 보면 리베스트는 유연성, 신뢰성, 안전성 등의 제한을 받는 플렉서블 배터리의 한계를 넘어설 수 있는 에너지 밀도와 안전성을 확보하는데 성공했다. 또 액세서리 밴드를 활용해 언제 어디서든 손목 위에서 디바이스를 무선 충전할 수도 있다. 스마트워치 외에 헤드셋, 스마트 글라스 등 다양한 웨어러블 기기에 적용될 수 있는 기술력을 바탕으로 글로벌 시장 진출을 꿈꾸고 있다.

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  리베스트 제품(출처 : 리베스트)

소재 기술이라면 우리가 있지

포스코케미칼의 미래 배터리 기술

(역시 스타트업은 아니지만) 배터리 소재라면 빠질 수 없는 포스코케미칼도 전기차 고성능화 대응하는 기술 로드맵을 하나씩 실현해 나가고 있다. 전기차용 하이니켈 양극재, 3세대 전기차용 NCMA 양극재, 인조흑연 음극재는 이미 상용화에 성공했고, 향후 사용이 증대될 실리콘 음극재, 리튬메탈 음극재 등도 선행 연구를 진행 중이다. 그리고 이런 미래의 중심에는 포스코그룹의 소재 연구 인프라가 집중된 ‘이차전지소재연구센터’가 있다. 이차전지소재연구센터는 2019년 설립된 국내 유일의 배터리 소재 전문 연구센터로 이차전지 원료로부터 양산 수준의 배터리 셀까지 테스트가 가능한 설비를 갖췄다. 또한 포스코, RIST, 포스코케미칼이 공동 연구를 수행하며 시너지를 극대화 하고 있다.

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  포스코케미칼의 에너지소재 연구소 모습