한 번 충전으로 630㎞가는 전기차 배터리 기술 나왔다

친환경차 보급 확대를 위한 공공부문 저공해차 의무 구매제가 ‘연착륙’ 중인 가운데 과태료 면제를 받는 국가기관의 목표 달성률이 가장 떨어지는 것으로 나타났다. 충전중인 전기차. 서울신문 DB

온난화 원인으로 지목받고 있는 온실가스는 인간의 여러 활동으로 배출되고 있다. 자동차를 비롯한 운송수단은 온실가스 배출의 가장 중요한 원인이기도 하다. 이 때문에 가솔린이나 디젤를 연료로 하는 대신 수소나 전기차 처럼 오염물질 배출이 적은 차가 많이 나오고 있고 이용자들도 늘고 있다. 지난 한 해 국내 신규 등록 전기차가 10만대를 돌파한 것으로도 알려져 있다.

전기차가 환경에 도움이 된다는 것은 잘 알려져 있지만 여전히 전기차 구매를 꺼리는 사람들은 배터리 수명과 충전 속도 때문이다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 한 번 충전으로 600㎞ 이상 달릴 수 있는 배터리 기술을 개발했다. 한 번 충전해 서울에서 부산까지 간 뒤에도 배터리 용량이 절반 가까이 남는다는 말이다.

포스텍 화학과, 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 공동 연구팀은 한 번 충전만으로 630㎞ 이상 달릴 수 있는 전기차 배터리 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑서널 머티리얼즈’에 실렸다.

전기차 배터리 수명과 충전 속도를 좌우하는 것은 배터리의 음극재이다. 배터리가 충전과 방전을 거듭되면 음극재의 구조를 바꾸기 때문에 시간이 갈수록 배터리 용량이 줄어들게 되는 것이다. 이 때문에 배터리 업계는 음극재 재료를 변화시키거나 새로운 기술을 도입해 배터리 용량을 획기적으로 늘리려는 시도를 하고 있다.

그러나 연구팀은 음극재 자체를 없애면 어떨까 라는 생각을 했다. 음극재 없이 음극 집전체만 있다면 배터리 용량을 결정짓는 에너지 밀도를 높일 수 있을 것이라는 아이디어이다. 연구팀은 통상적으로 사용되는 카보네이트 용매 기반 액체 전해질에 이온 전도성 기판을 더해 무음극 배터리를 만든 것이다. 이를 통해 고용량, 고전류밀도로 오랫 동안 높은 용량을 유지할 수 있다는 것을 확인했다.

실제로 이번에 개발한 배터리의 부피당 에너지 밀도는 현재 쓰이는 상용화된 배터리의 리터당 700Wh(와트시)보다 40% 높은 리터당 977Wh로 나타났다. 한 번 충전으로 630㎞를 문제 없이 달릴 수 있는 수준이다.

포스텍 박수진 교수는 “이번에 개발한 기술은 고용량 배터리를 오래 유지할 수 있고 음극재가 없기 때문에 폭발하거나 화재 발생이 없는 배터리를 구현할 수도 있다”고 말했다.

유용하 기자

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