코어의 생활경제이야기

2차전지가 사용되는 곳은 일일이 수를 헤아리기 어려울 정도로 많을 테지만 가장 주목받는 분야는 휴대기기와 전기차라 할 수 있다.

리튬황전지에 대해 말하기에 앞서 울트라북이 갖는 본래의 컨셉을 먼저 생각해보자. 우선 기존의 노트북이 갖는 휴대성의 한계를 뛰어 넘기 위해 절전형CPU를 사용하면서 동시에 무게도 줄일 수 있고 거기에 디스플레이 백라이트를 LED로 바뀌자 가볍고 오래가면서도 상당한 성능을 내는 노트북이 탄생할 수 있었고 이를 따로 울트라북이라 부르게 된 것이다. 인텔은 이런 울트라북의 기준을 제시하고 있지만 사실상 개념은 별다른게 없다는 이야기다. 가벼우면서도 빠르고 오래가는 컨셉말이다.

그런데 아무리 성능이 좋아졌다고는 해도 절전형CPU가 일반에 비해 성능치가 한참 아래인것만은 분명하다. 보통 울트라북은 3셀 혹은 2셀베터리를 이용하게 되는데 일반 노트북이 과거 4셀 6셀이 많았다는 점을 감안하면 배터리용량을 줄여놓고도 6~10시간 사이의 활용이 가능하니 격세지감을 느낄법하다. 과거 대부분의 노트북은 2시간 30분을 전후였던것에 비하면 장족의 발전이라 하지 않을 수 없는 일.

카이스트 신소재공학과 김도경 교수(최장욱 공동)는 리튬이온 배터리의 수명 및 에너지 밀도에 비해 리튬황전지는 약 5배 이상의 에너지 밀도를 갖는다고 한다.

울트라북과 전기차

전기차의 배터리 부분을 리튬황전지가 사용되어 훨씬 더 많은 축전을 이뤄낼 수 있다면 어떤 변화가 찾아오게 될까?

첫째, 배터리 용량이 5배 이상이라는건 두가지 변화를 예측해 볼 수 있게 한다. 기존에 사용중인 승용차 타입의 경우 배터리 사이즈 자체를 반으로 줄인다 해도 2.5배는 더 많은 용량을 실을 수 있게 되므로 더 다양하고 실속 있는 디자인이 나올 수 있을 것으로 기대해볼 수 있다.

두번째는 더 많은 종류의 차량이 전기차로 개발되고 생산될 수 있게 될 것으로 생각해 볼 수 있다. 기존에는 승용차 위주였다.

휴대기기 쪽도 마찬가지인데, 같은 부피에 훨씬 더 많은 용량을 축전할 수 있다면, 배터리 사이즈를 작게 만들어 무게를 줄이려 하게 될 것이 자명하다.

리튬황전지의 비용적측면

아직까지는 가정에 불과 하지만 약 2배 가량의 가격이 나간다 해도 휴대기기의 경우에는 상용화가 되었을 때 바로 채용될 가능성이 높다고 생각한다. 김교수 연구팀에 의하면 나노 전극 재료합성기술을 활용하여 황 나노와이어를 수직으로 정렬하여 전극 재료를 제작해서 전극의 전도도를 극대화 시켰고, 나노와이어 표면에 균일하게 탄소를 코팅하여 수명저하 문제를 해결했다고 하는데, 사실 이런 기술들이 얼만큼의 비용상승으로 이어질 지는 필자가 알 수 있는 부분은 아니나 분명 오랜기간 상업적으로 개발 판매되고 있던 리튬이온에 비해 더 많은 생산비용이 들 가능성을 생각하지 않을 수 없다.

물론 혹시라도 리튬이온에 비해 비슷하거나 더 적은 생산비용이 가능할지도 모른다. 만일 이렇게 된다면 리튬황전지의 파급효과는 어마어마할 것이다. 과거로부터 개발에 성공하고서도 흐지부지 된 기술들은 대개 이런 비용적 측면을 해결하지 못해 사장된 경우가 대부분이었다. 그러나 필자가 상용화 가능성이 높다고 보는 이유는 휴대기기의 경우 저 작고 더 오래 가는 배터리에 대한 기대치는 다른 어떤 분야보다도 높아서 지금보다 대략 2배 가량의 비용을 지불한다고 해도 가격적인 저항이 적을 것으로 생각하기 때문이다.

당장 울트라북으로 치면 올해 소니가 13.3인치 울트라북을 1kg대로 판매하고 있지만, 이보다 더 가볍고 20시간 이상 사용이 가능하다고 하면 가격이 10만원 이상 더 비싸다고 해도 오히려 수요는 늘어나지 않을까?

리튬황전지가 상용화 된다고해도 절전형CPU의 사용은 지속될 것이다. 왜냐면 절전형CPU가 아닌 경우 발열을 제어하는 쿨링시스템이 더 많은 부피와 무게를 차지하게 되고 따라서 무게 역시 증가하게 되어 있기 때문이다. 따라서 지금보다 더 가볍게 더 오래가는 컨셉으로 나올 가능성을 점칠 수 있다.

더 강력한 엔진

리튬황전지는 전기차의 더 강한 힘을 내는 엔진의 개발을 유도할 수 있지 않을까 싶다. 마찬가지로 저장장치로서의 역할 역시 마찬가지인데, 각국의 내노라 하는 기업들이 차세대 먹기리로 심혈을 기울이고 있는 재생에너지 산업 쪽으로의 파급효과 역시 적지 않을 것으로 보인다.

리튬황전지가 정말로 상용화 된다면, 그 파급효과는 정말 상당할 것으로 생각되므로 김교수팀의 연구성과가 성공리에 상용화로 이어지길 기대해 본다.

그런데 뉴스에서 보면 김교수팀이 원천기술을 개발했다는 것인지 아니면 개선한것인지 불분명한게 아쉽다. 관련정보를 구체적으로 확인할 방법이 마땅치 않은 일개 불로거로서는 아쉬운 대목이다. 보도내용에는 오랜 난제를 해결했다는 언급이 있는 것으로 보아 어느정도 추측은 가능하지만 확신할 수는 없는 일이므로...