워크맨에서 전기자동차까지 ‘팔방미인’ 이차전지

2010.10.26 00:00
1970년대 일본 전자제품업체 ‘소니’는 들고 다니며 음악을 들을 수 있는 ‘워크맨’을 내놓았다. 워크맨 붐이 일면서 건전지(일차전지)의 수요 역시 덩달아 늘었다. 하지만 일차전지는 다 쓰고 나면 매번 갈아 껴야 하는 번거로움 탓에 휴대용 전자기기와 맞지 않았다. 이런 상황에서 이차전지가 등장했다. 이차전지는 재충전이 가능해 여러 번 사용할 수 있다. 특히 전지를 만드는 소재에 따라 저장할 수 있는 전기량(에너지)이 달라진다. 맨 처음 개발된 이차전지는 양극에 과산화납을, 음극에 납을 사용하는 납축전지다. 자동차에 사용되는 배터리가 이 납축전지다. 꽤 오래 전에 개발된 전지가 아직까지 사용되는 것을 보면 이차전지 기술을 발전시키기가 어렵다는 사실을 알 수 있다. 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 등이 있지만 이차전지로 가장 촉망받는 전지는 리튬이차전지다. 크기를 작게 할 수 있을 뿐 아니라 급속하게 충전할 수 있는 게 장점이다. 하지만 리튬이차전지 역시 ‘만들 수 있다’는 개념이 발표된 뒤 10년 이상 지난 1991년이 돼서야 제품으로 만들어졌다. 20여년이 지난 오늘날에도 당시 개발된 물질 대부분을 사용한다. 리튬이차전지에서는 리튬이온의 수가 중요하다. 리튬이온은 전기를 충전하고 사용할 때 양극과 음극을 오가며 전기를 만들거나 저장하는 역할을 한다. 따라서 음극과 양극 소재에 리튬이온이 많이 있을수록 더 많은 전기를 생산할 수 있다. 최근에는 기술이 발전해 리튬이차전지로 전지자동차를 움직이려는 시도가 이어지고 있다. 이전까지 리튬이차전지는 주로 소형 전자기기에 주로 사용됐다. 전문가들은 리튬이차전지로 갈 수 있는 최대주행거리를 250~300㎞ 정도로 보고 있다. 그러나 최근 나오는 전기자동차의 주행거리는 100~150㎞에 그친다. 가솔린과 디젤을 연료로 쓰는 자동차가 500㎞ 이상 주행한다는 것에 비하면 꽤 짧은 거리다. 하지만 전기자동차가 향후에 가솔린·디젤 자동차를 대체할 것으로 보는 만큼 전지의 효율을 높이기 위한 노력은 계속되고 있다. 김영준 전자부품연구원 차세대전지연구센터장이 이와 같은 내용을 설명하기 위해 강단에 선다. 한국연구재단은 ‘금요일에 과학터치’ 강연을 29일 오후 6시30분 △서울 △부산 △대전 △광주 △대구 등 5대 도시에서 연다. 서울 정독도서관(종로구 북촌길)에서는 오정민 면북초 교사가 ‘발명품 이야기’라는 제목으로 도입강연을, 김 센터장이 ‘이차전지와 전기자동차’라는 주제로 본 강연을 한다. 김 센터장은 산화-환원이란 전기화학 반응으로 전기를 저장하는 이차전지의 종류와 활용에 대해 설명할 예정이다. 전기자동차에 적합한 리튬이차전지를 개발하기 위한 노력 등에 대해서도 이야기한다. ‘금요일에 과학터치’에 대한 자세한 내용은 홈페이지(http://www.sciencetouch.net/)에서 확인할 수 있다.

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