휴대폰用 리튬배터리 대체 ‘100배 효율’ 고체전지 실용화

한국인 과학도가 현재 휴대전화 등에 널리 쓰이는 리튬이온 배터리보다 최고 100배의 효율을 가진 연료전지를 개발, 실용화에 성공했다.

미국 남가주대(USC) 항공우주공학 박사과정 안정민(32)씨는 전기 에너지를 발생시킬 때 필요한 열을 스스로 만들 수 있는 ‘고체 산화물 연료전지’를 실용화하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 안씨의 연구논문은 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 9일자에 실렸다.

현재 리튬이온 배터리보다 50∼100배의 효율을 가진 것으로 알려진 ‘메탄올 배터리’는 메탄올이 습도 변화에 민감해 실용화에 어려움을 겪고 있다. 또 기존의 고체 산화물 연료전지는 값싸고 쉽게 구할 수 있는 프로판과 부탄가스 등을 연료로 활용하지만, 전기 에너지를 만드는 데 섭씨 800∼1000도의 고온을 외부에서 가해줘야 했기 때문에 휴대용 배터리로 실용화하는 데 결정적인 문제가 있었다.

그러나 안씨는 고체 산화물 연료전지의 이같은 단점을 해결했다. 우선 새로운 촉매제를 개발, 전기 에너지 발생에 필요한 열을 연료전지 내부에서 자체공급할 수 있게 했다.

또 연료전지 외부를 감싸는 ‘열 순환기’를 개발, 전기 에너지 발생에 필요한 온도를 섭씨 800∼1000도에서 500도 가량으로 낮췄다.

안씨는 이어 동전보다 작은 크기의 고체 산화물 연료전지 2개를 제작,1.5볼트의 MP3플레이어를 작동시키는 데 성공했다.

그는 “단추 정도 크기의 초소형 고용량 연료전지 개발을 진행 중”이라면서 “현재 리튬이온 배터리가 쓰이고 있는 휴대전화, 휴대용 카메라,PDA 등 휴대용 전자제품에 널리 활용될 것”이라고 전망했다.



안씨는 지난 1994년 미국 유학길에 올라 렌슬레어 공대에서 기계공학부를 마친 뒤 미시간대에서 항공우주공학 석사과정을 거쳤으며, 올 연말 남가주대 항공우주공학부 박사과정 졸업을 앞두고 있다.

장세훈기자