[사이언스타임즈] 배터리

환경과 에너지

[사이언스타임즈] 배터리

FERRIMAN 2012. 2. 1. 10:31

고정관념 허무는 배터리 충전기술 이색 배터리 연구 활발 2012년 02월 01일(수)

배터리 산업은 세계가 주목하는 유망 분야다. 많은 기업들과 연구기관들이 배터리 충전을 미래의 핵심기술로 보고 휴대폰, 가전, 전기자동차 등에 적용하려 노력하고 있다. 특히, 전문가들은 앞으로 배터리 충전과 관련하여 고정관념을 바꿀 만큼 파급효과가 큰 기술들이 계속 나올 것으로 예측하고 있다.

▲ 물로 배터리를 충전할 수 있는 휴대용 충전장치 ⓒmyFC사

예를 들면, 요즘과 같이 추운 날씨에도 겨울 산행을 즐겨하는 사람이 많은데 휴대폰의 경우 기온이 떨어지면 배터리 방전도 빨라지기 때문에 비상사태 발생 시에 구조를 요청할 수 없는 경우가 종종 발생하게 된다.

하지만, 가까운 미래에는 배터리가 떨어져도 걱정할 필요 없이 산에서 흔히 구할 수 있는 물이나 '야호'하며 외치는 소리를 통해 휴대폰을 충전하는 첨단 기술들이 개발되어 보다 편안한 마음으로 산행을 할 수 있을 것으로 보인다.

물을 배터리의 전력원으로 사용

'Physorg News'지는 최근호에서 “물을 전력원으로 사용하는 휴대용 연료전지 충전장치가 얼마전 미국에서 개최된 소비자 가전 전시회에서 소개되었다”고 보도했다. 이 충전장치를 선보인 스웨덴 기업 ‘myFC사’는 약간의 물과 작은 상자, 그리고 원형에 가까운 용기와 안경 모양의 덮개를 활용하여 휴대폰에 전력을 공급할 수 있는 방법을 연구하고 있는 회사다.

‘파워 트렉(Power Trekk)’이라는 브랜드의 이 휴대용 충전장치는 주머니 속에 들어갈 만한 크기의 매우 가벼운 제품으로서 여건상 전력 공급망에서 멀리 떨어져 많은 시간을 보낼 수밖에 없는 사용자들에게 매우 적합할 것으로 예상하고 있다.

▲ 충전장치에는 물과 결합했을 때 수소가스를 발생시키는 규소나트륨이 들어있다. ⓒmyFC사

충전장치의 용기 안에는 물과 결합했을 때 수소가스를 발생시키는 ‘규소나트륨(sodium silicide)’이 채워져 있는데 이 규소나트륨은 한 숟가락 정도의 물이 추가되면 저압의 수소 가스를 생산하게 되고 이를 전기로 변환시켜 휴대폰에 공급하게 된다.

미국의 ‘SiGNa Chemistry사’가 개발한 이 규소나트륨은 유일한 부산물이 수증기뿐인 친환경 소재이며 더러운 물이나 염분이 있는 물 등 어떠한 형태의 물도 사용할 수 있다.

규소나트륨을 활용하여 충전장치를 개발한 ‘myFC사’의 관계자는 "‘Power Trekk’이 전력을 발생시키려면 일정시간을 기다려야 했던 기존의 휴대용 충전장치와는 달리 전력 발생이 즉시 가능하다는 점에서 확연히 구별되는 경쟁력을 가지고 있다"고 밝혔다.

소리로 충전하는 국내 기술도 선보여

소재는 다르지만 국내에서도 휴대폰의 배터리 방전시에 대비한 충전기술이 한창 개발 중에 있다. 국내 연구진이 개발 중인 충전 소재는 ‘소리’이다

얼마 전 발간된 ‘어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials)’ 온라인판에 김상우 성균관대 신소재공학부 연구팀이 100dB의 소음으로 50mV의 전력을 발생시키는 배터리 기술을 개발했다는 보고서가 실렸다.

보고서에 따르면 이 배터리의 원리는 두 전극 사이에 샌드위치처럼 포개진 ‘산화아연(Zinc Oxide)’ 가닥들을 이용해 소리를 전기로 바꾸는 방법으로서, 압력이나 진동을 가하면 전류가 발생하는 ‘압전 효과(piezoelectric effect)’를 이용한 것이다.

사람이 소리를 내면 배터리 꼭대기에 있는 패드가 떨면서 진동에너지가 발생하고 이 에너지들이 산화아연 전선을 자극해 전류를 발생시키는 것이라고 보고서는 설명하고 있다. 연구팀은 앞으로 이 기술이 완성되면 휴대폰 통화시의 소리로 배터리 충전을 할 수 있게 되거나 차량 소음으로 전기를 생산할 수 있는 날이 올 것으로 예상하고 있다.

한편, 이탈리아에서는 식품인 소금으로 배터리로 충전하는 방법을 개발 중인 것으로 알려졌다. 이처럼 앞으로의 배터리 기술은 휴대폰은 물론 전기자동차 시대에 대비하여 에너지 효율성이 높으면서도 얼마나 쉽게 충전할 수 있으며, 또한 2차오염이 없는 친환경 무공해 소재를 사용하였느냐에 따라 성공 여부가 갈릴 것으로 보고 있다.

김준래 객원기자 | joonrae@naver.com