배터리의 미래 - 바나듐 배터리

배터리는 전기를 보관하는 장치이다. 발전소에서 생상된 전기는 모두 고압선 따위의 전선을 통해 사용처(가정) 등으로 옮겨지고, 콘센트에 전원을 연결하여 전자제품을 사용한다. 

 

전기의 생산처로부터 전선으로 연결되어 있는 것이다. 그렇기 때문에 이동이 필수적인 전자제품은 전기를 보관할 수 있는 배터리가 필수적이다. 지금 필자가 포스팅하고 있는 랩탑컴퓨터도 배터리가 들어있고 무선마우스에도 배터리가 들어있고, 스마트폰에도 배터리가 들어있다. 

 

그 중에서 다 사용하면 다시 콘센트에 연결하여 충전시켜서 사용하는 전지를 2차 전지라고 한다. 2차 전지는 오랜 역사를 통해 발전하다가 니켈-카드뮴 전지에 이르러 휴대용 전자제품이 활성화되기 시작했고, 이제는 리튬 이온 배터리가 시장을 지배하고 있다. 

 

그런데 최근 바나듐 이온 배터리가 세상에 선보였다. 스타트업 기업인 [스탠다드 에너지]의 김부기 대표는 과학고를 2년만에 조기 졸업하고 17세에 카이스트에 입학하여 27세에 대학교수가 되어 28세에 창업하여 현재 36세가 되었다. 

 

스타트업 스탠다는 에너지가 개발한 바나듐 이온 배터리

 

바나듐의 가장 큰 장점은 흔하다는 점이다. 리튬이나 희토류는 거의 전량을 수입에 의존하는데 바나듐은 해외에서뿐만 아니라 국내에 광산이 존재할 정도로 흔한 광물이다. 다시 말해 국산화가 가능하다. 이것이 첫번째 장점이다. 

 

두번째 장점은 불날 염려가 없다는 점이다. 현재의 2차 전지들은 모두 폭발위험이 존재하고 실제로 사고도 흔하게 보고되는데, 바나듐 이온 배터리는 드릴로 뚫는 충격 시험에서도 폭발하지 않는다. 

 

세번째 장점은 재활용이다. 기존 배터리는 재활용이 몹시 어렵지만, 바나듐 배터리 자체가 폐플라스틱과 폐종이를 사용하는 등 태생부터가 재활용 제품이고, 재활용이 용이하다. 

 

 가장 큰 장점인 네번째 장점은 에너지 효율이다. 우리가 지금 핸드폰 등에서 가장 많이 사용하는 리튬이온 배터리는 90% 중반대의 에너지 효율을 가지고 있으며, 충전과 방전을 반복할수록 효율성이 떨어진다. 게다가 기온에 민감하기 때문에 추운 겨울에는 빨리 소모된다. 바나듐 이온 배터리는 온도에 따른 변화가 없고, 반복적인 충전과 방전에도 성능이 유지된다. 즉, 가혹조건에서도 완전한 성능을 유지한다.

 

향후 이러한 배터리가 상용화된다면, 전기자동차의 주행가능거리도 상향될 것이며, 배터리가 소모품이 아닌 반영구적 제품이 될 것이다. 가혹조건에서도 잘 작동하기 때문에 지구상 어떤 곳에도 보급이 될 것이며 우주개발에도 널리 활용될 수 있다.