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

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.