혹시 이런 생각을 해본적 있는지 모르겠습니다. 주류에너지인 오일과 가스등의 화석연료가 사라진 세상에서 가장 효율적인 에너지원으로는 아마도 태양광이라고 생각합니다. 물론 풍력과 수력 등 대체 에너지 모두 의미가 있을 것입니다. 그런 대체에너지에게 가장 필요한 것 역시 저장을 위한 배터리일 것입니다. 물론 어떤 케미스트리인가는 둘째문제이겠만서도 배터리에 충전을 해 두어야 의미 있는 에너지원이기 때문이죠.
어째든 현재의 배터리는 화석연료를 대체하기 위한 필수불가결한 아이템이 분명합니다. 배터리가 의미 있기 위해서는 저장용 매체로서의 역할을 충실해야 합니다. 지금의 저장용량으로서는 대중화 시대로 접어들기에 많이 부족한 것이 사실입니다.
그런데 만일 한번 충전으로 수십년을 사용할 수 있는 배터리가 있다면 어떨까요?
별도의 충전이 필요없이 구매에서 폐기까지 수십년동안 추가로 충전을 할 필요가 없다면 현재의 화석연료보다 분명 유리한 고지를 점유할 수 있을 것입니다. 가령 새로운 배터리를 탑재한 EV를 구매했는데 타이어나 오일 등 소모품을 교환하더라도 한번도 충전을 하지 않는다면 기존의 화석연료차량 (ICE) 보다 편리할 것입니다. 왜냐하면 주유소에 들러야 하는 번거로움이 사라지기 때문입니다.
현재 이런 꿈과 같은 배터리를 직접 개발하는 곳이 있습니다. 바로 배터리에 핵에너지를 적용하여 반영구적인 배터리를 개발하고 있는 회사가 있습니다. 바로 베이징에 본사를 둔 베타볼트입니다.
중국의 베타볼트는 반영구적으로 전기를 생산할 수 있는 원자에너지 배터리를 개발했다고 발표했습니다. 베타볼트의 발표자료에 따르면 원자력 배터리는 핵 또는 방사선 동위원소 배터리라고도 불리며 핵 동위원소가 붕괴될 때 방출하는 에너지를 활용하여 반영구적인 전기공급이 가능하다고 밝혔습니다.
베타볼트는 전기 생산을 위해 니켈-63(Ni-63)이란 방사성 물질에 의해 방출되는 원자를 사용하였습니다. 10미크론 두께의 다이아몬드 반도체를 개발한 뒤 두 반도체 사이에 Ni-63 2미크론 시트를 배치한 구조를 만들었습니다.
최초의 원자력 배터리로 명명한 베타볼트의 배터리는 동전보다 작은 사이즈에서 100마이크로와트의 전원을 공급할 수 있습니다.( 1와트는 100만마이크로 와트와 동일)
1와트(W) 수준의 배터리는 2025년이나 출시될 것으로 내다보고 있습니다.
원자력 전지는 3원계 조성의 리튬이온배터리 보다도 에너지 밀도가 10배 높고 1그램 단위로 3300MW까지 저장이 가능하다는 장점이 있습니다. 한번 구동을 시작하면 50년동안 교체할 필요없이 사용이 가능하다고 업체는 주장합니다. 또한 구동환경이 영하 60도에서 120도까지 작동이 가능하고, 가장우려되는 방사성 물질은 붕괴 후 안정한 구리동위원소로 변환되므로 복잡한 재활용 과정이 필요없어 환경친화적입니다.
하지만 분명 해결해야 할 문제들도 있습니다. 가장 필요한 EV 적용을 위해서는 턱없이 부족한 전력으로 더 많은 연구가 필요해 보입니다. 또한 최초 적용되는 배터리이다 보니 적용할 기준이 마땅치 않다는 점도 문제라고 할 수 있습니다. 원자력 배터리에 대한 규제나 승인에 대한 합의가 필요하기 때문입니다. 또한 사용자에게 어떠한 영향성이 있는지 밝혀내는 것도 해결과제입니다.
전력량의 증가 및 인체 안전성과 신뢰성확보 등 해결해야 할 문제들이 남아 있지만 분명 획기적인 도전인 것만은 사실인것 같습니다.
원자력 전지를 사용한 반영구적인 배터리는 EV뿐만 아니라 항공분야에 탁월한 선택이 될 것으로 예상됩니다. 혹시나 어린시절 보았던 메칸더V에도 적용이 가능하지 않을 지 모르겠습니다. 그렇다면 가장 큰 위협은 역시나 오메가 미사일?
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