두부 소금물만큼 안전한 배터리가 나왔다

두부를 만들 때 쓰는 소금물처럼 안전한 전해질로 만든 배터리가 등장했다. 중국 과학자들이 개발한 이 배터리는 12만 번 충전해도 성능이 거의 떨어지지 않으면서, 버릴 때도 환경에 해를 끼치지 않는다.

화재 위험 없는 물 기반 배터리

홍콩시립대학, 연안대학, 남방과기대, 송산호재료연구소 공동연구팀이 2월 18일 네이처 커뮤니케이션즈에 발표한 논문에 따르면, 이들이 개발한 배터리는 기존 리튬이온 배터리와 근본적으로 다른 접근법을 택했다. 가연성 전해질 대신 물을 기반으로 한 전해질을 사용한 것이다.

연구팀은 "현재 수계 배터리 시스템과 비교했을 때, 우리 시스템은 중성 조건에서 뛰어난 장기 순환 안정성과 환경 친화성을 제공한다"고 밝혔다. 실제로 이 배터리는 12만 번 이상 충방전을 반복해도 성능 손실이 최소한에 그쳤다.

가장 눈에 띄는 특징은 안전성이다. 기존 리튬이온 배터리가 과열되면 폭발이나 화재 위험이 있는 반면, 물 기반 배터리는 그런 위험이 없다. 전해질이 두부 제조에 쓰는 소금물만큼 안전하다는 것이 연구팀의 설명이다.

환경 문제까지 해결하는 일석이조

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환경 측면에서도 획기적이다. 리튬이온 배터리는 수명이 다하면 유해 폐기물로 분류돼 특별한 처리 과정을 거쳐야 한다. 하지만 이 새로운 배터리는 독성이 없어 일반 폐기물처럼 버려도 생태계에 위험을 주지 않는다.

제조 비용도 더 저렴할 것으로 예상된다. 물을 기반으로 한 전해질은 기존의 복잡한 화학 용매보다 훨씬 단순하고 저렴하게 만들 수 있기 때문이다.

연구팀은 "이런 성능은 이 연구의 잠재력을 보여주며, 실용적 적용에 대한 가능성을 강조한다"고 평가했다.

전기차와 에너지 저장의 게임 체인저?

이 기술이 상용화되면 전기차 시장에 큰 변화를 가져올 수 있다. 현재 전기차 화재 사고의 주요 원인 중 하나가 배터리 과열인데, 물 기반 배터리는 이런 위험을 원천 차단한다. 또한 대규모 전력 저장 시설에서도 안전성 우려 없이 사용할 수 있다.

현대자동차와 삼성SDI 같은 국내 기업들도 이런 기술 동향을 주시하고 있을 것으로 보인다. 특히 전기차 배터리 안전성에 대한 소비자 우려가 높은 상황에서, 화재 위험이 없는 배터리는 강력한 경쟁력이 될 수 있다.

하지만 아직 넘어야 할 산이 있다. 에너지 밀도가 기존 리튬이온 배터리만큼 높은지, 대량 생산이 가능한지 등은 추가 검증이 필요하다. 또한 극한의 기온 조건에서도 안정적으로 작동하는지도 확인해야 한다.