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리튬이온전지에 쓰는 희유금속, 탈중국 방법 찾다

우리나라와 캐나다 연구진이 니켈이나 코발트 등 희유금속을 사용하지 않고도 에너지 밀도를 40% 향상시킬 수 있는 고성능 차세대 리튬이온전지 제조 방법을 찾았다. 제조 비용도 저렴해 상용화되면 희유금속 탈중국이 가속화할 것으로 연구팀은 내다봤다. KAIST(총장 이광형)는 신소재공학과 서동화 교수 연구팀이 UNIST·캐나다 맥길대(McGill University)와 리튬이온전지 양극의 핵심 희유광물인 니켈, 코발트 없이 리튬이온전지 전극 설계에 성공했다고 1일 밝혔다. 연구팀은 리튬이온전지 양극재로 값비싼 희유금속 대신 망간 기반의 양이온-무질서 암염(Disordered rock-salt, 이하 DRX)을 사용했다. DRX 양극재는 값싸고 매장량이 풍부한 망간이나 철 등을 원료로 한다. 에너지 밀도도 1천Wh/kg로, 기존 대비 40%정도 우수하다. 그러나 문제가 있다. DRX 양극재가 차지하는 비율이 전지에서 90%를 넘어서면 충전 성능을 크게 떨어 뜨리고, 급격한 열화현상을 보인다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 '도전재'로 들어가는 탄소 블랙(CB)에 주목했다. CB는 전극을 제조할 때 전자 전도도를 향상시키기 위해 넣는 탄소계 소재다. 연구팀은 또 다중벽 탄소나노튜브와 고분자 소재인 'SBR/CMC'를 도전재와 바인더(전극과 전도성 물질 사이에서 접착제 역할하는 물질)로 쓸 경우 DRX 양극재의 비율을 96%까지 끌어올려도 전지 성능을 떨어 뜨리지 않는다는 것을 확인했다. 연구팀은 " DRX 양극재 내 망간 비율은 낮추고, 낮아진 전자 전도도는 다중벽 탄소나노튜브 등으로 해결했다"며 "차세대 저가형 리튬이온전지 양극재를 제조했다"고 설명했다. KAIST 서동화 교수는 “상용화를 위해 풀어야 할 문제들이 아직 남아 있지만 대 중국 의존도가 높은 니켈, 코발트 등 희유 금속이 필요없다는 점에 주목해 달라"며 "리튬 인산철 양극 주도의 저가 이차전지 시장에서 우리 경쟁력을 강화하는 전환점이 될 것"으로 기대했다. 이 연구는 이은렬 UC버클리 박사후연구원(연구 당시 UNIST 에너지화학공학과 박사과정), 이대형 KAIST 신소재공학과 박사과정이 공동 제1 저자로 참여했다. 또, KAIST 신소재공학과 박상욱 박사과정, 김호준 석사과정이 공저자로 참여했다. 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 '에너지 및 환경과학(Energy & Environmental Science)' 온라인판(3월 27일)에 공개됐다. 오프라인으로는 이 학술지 6월호 표지 논문으로 출간된다.

2024.05.02 00:17박희범

가이온, 드론 교육서비스 분야 진출

인공지능(AI) 드론 전문기업 가이온이 가이온 에듀테크 사업부를 신설하고 드론 교육 서비스 분야로 사업을 확장한다고 26일 밝혔다. 가이온 에듀테크 사업부는 인공지능과 드론의 결합을 바탕으로 ▲코딩 드론과 로봇 제품 판매 및 서비스 ▲드론산업 육성 및 지원 ▲산학협력 도모 ▲국내외 드론 협회와의 협업 및 지원 등 업무를 수행하게 된다. 가이온은 최근 중국 웨일즈봇과 독점판매 계약을 통해 인공지능(AI) STEM 교육용 코딩 센서 드론과 로봇의 국내 공급을 위한 파트너십 계약을 체결한 바 있다. 코딩 센서 드론 이글, 코딩 로봇 웨일스봇 등 총 16개 라인업으로 구성된다. 다양한 센서 조합을 통해 인공지능(AI) 관련 기능 구현이 가능하다. 가이온은 홈페이지와 유튜브 채널을 개설했다. 본격적인 마케팅 활동과 다양한 콘텐츠 개발을 통해 레포츠 분야까지 사업을 확장할 계획이다. 또한 이달 초 평택대학교와 국내 대학 최초로 드론 도킹스테이션을 적용한 테스트 베드를 조성하고 미래 인재 양성을 위한 산학협력을 구축했다. 가이온 관계자는 "에듀테크 사업부는 한국드론산업진흥협회를 중심으로 다양한 교육과 사업과제 등을 발굴할 것"이라며 "드론 사업의 발전과 인재양성을 위해 국내외 대표 대학과 협력을 확대하겠다"고 말했다. 한편 가이온은 기술성 특례 방식으로 기업공개(IPO)를 준비 중이다. 최근 지정 감사를 마치고 동시에 시리즈 C(Pre-IPO) 단계 투자 라운드를 진행하고 있다.

2024.04.26 12:42신영빈

'카카오 대란 재발 없다'…전기안전公, 무정전전원장치 국가사업 수주

한국전기안전공사(대표 박지현)는 '대용량 고출력 무정전전원장치 위험성평가 및 안전기술 개발' 국가사업 주관기관으로 선정됐다고 17일 밝혔다. 전기안전공사 전기안전연구원은 지난 2022년 10월 15일 발생한 판교 데이터센터 무정전전원장치(UPS) 화재사고(카카오대란)를 계기로 안전사각지대에 방치된 리튬이온 배터리 기반 UPS 안전성 강화와 신뢰성 검증 기술 개발을 위해 올해 공고된 국가사업에 응모해 300억원(국비 200억, 민자 57억, 지방비 40억) 규모 연구개발사업을 수주했다. 이 사업은 대용량 UPS 안전성 평가 시스템을 구축하는 것으로 에너지 손실을 최소화해 세계 최초로 RE100 평가 시스템 구현하는 것을 목표로 잡았다. 전기안전공사는 안전한 전기사용 환경을 조성하고 지역 내 관련 산업 활성화를 이끌어 나갈 수 있는 연구개발에 집중 투자할 계획이다. 박지현 전기안전고사 사장은 “ESS를 포함해 연계설비 안전성을 복합적으로 평가하는 ESS 안전성 평가센터 실증설비와 연계해 세계 이차전지 안전산업을 선도하는 글로벌 메카로 성장시키겠다”고 말했다.

2024.04.17 16:48주문정

폰·노트북 배터리 수명 2배 늘리는 충전 기술 나왔다

스마트폰이나 노트북 등 전자제품에 탑재되는 리튬이온 배터리의 수명을 2배 가량 늘릴 수 있는 충전 기술이 개발됐다고 라이브사이언스, 기가진 등 외신들이 16일(현지시간) 보도했다. 이번에 개발된 기술은 일정한 전류를 흐르게 하는 '정전류'가 아닌 짧은 주기로 전류를 흐르다 말다 하는 파형의 '펄스 전류'를 사용해 리튬이온 배터리의 수명을 증가시킨다. 연구 결과는 지난 달 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스에 게재됐다. 리튬이온 배터리는 스마트폰에서 전기차까지 널리 사용되지만 시간이 지나면서 최대 충전용량이 저하되는 문제가 있었다. 노트북 제조사 레노버에 따르면, 노트북에 사용되는 대부분 배터리의 수명은 최대 5년, 약 300~500회의 충전 주기를 가진다. 독일 베를린 훔볼트 대학, 덴마크 올보 대학 연구진에 따르면, 현재 나와 있는 최첨단 리튬 이온 배터리의 경우 흑연 뿐 아니라 NMC532(니켈, 망간, 코발트로 구성)라는 화합물로 만들어진 전극을 탑재해 최대 8년의 수명을 가진다. 연구진은 정전류, 펄스 전류 방식으로 다양한 배터리를 충전하고 충전 용량을 측정했다. 연구 결과 정전류 방식보다 펄스 전류 충전 방식이 충전 주기 수를 기존 500번에서 1천 번 이상으로 늘리는 것으로 알려졌다. 정전류로 충전한 배터리는 1천 주기 충전 후 전체 용량의 37.8%밖에 사용할 수 없었지만 주파수 100Hz의 펄스 전류로 충전한 배터리는 1천 주기 충전 후에도 66.48%의 용량을 유지했고 2000Hz의 펄스 전류로 충전했을 때는 1천 주기를 넘어도 80% 이상의 성능을 유지한 채로 있었다고 연구진은 설명했다. 연구진들은 "이번 발견은 현재 리튬 이온 배터리의 충전 프로토콜을 최적화하고 미래 배터리 기술 발전을 위한 통찰력을 제공한다"고 밝혔다.

2024.04.17 14:52이정현

선광티엔에스·원자력연 원전 폐수지 첫 상용규모 공정 실증…1조 원 가치

원전 중준위 방사성 폐기물인 폐수지를 저준위로 처리할 수 있는 상용 규모 실증 공정이 세계 처음 개발됐다. 한국원자력연구원(원장 주한규)은 선진핵주기기술개발부 박환서 박사 연구팀이 중수로에서 나오는 폐수지 처리를 상용 규모로 실증하는데 성공했다고 15일 밝혔다. 월성원전과 같은 중수로(CANDU)에서는 중준위 방사성폐기물인 폐수지가 발생한다. 이 폐수지에는 방사성 핵종이 포함돼 있다. 이 핵종 제거를 위해선 이온교환수지를 사용해야 하는데, 여기엔 고농도의 방사성동위원소 탄소-14((¹⁴C)가 포함돼 있다.문제는 이 폐수지가 탄소-14때문에 경주 방사성폐기물 처분장 처리 기준에 맞지 않는다는 것이다. 경주로 보내기 위해서는 방사능 농도가 10의 5승 수준이어야 하는데, 이 폐수지는 10의 5승 후반대에서 10의 6승 초반대다. 기준 대비 배수로 따지면 1.8배 가량 높다. 방사능 발생량도 기준인 10¹⁴ 레벨을 넘어선다.폐수지를 경주로 보내기 위해서는 방사능 농도의 저준위 처리가 불가피한 것.연구팀은 지난 2018년 '마이크로파 조사를 통한 폐수지 처리 원천기술'을 개발한 바 있다. 이 기술은 마이크로파로 이온교환수지를 가열해 화학적 구조를 바꿔 탄소-14를 분리하는 기술이다. 연구팀은 이 기술을 바탕으로 이번에 상용규모 처리 공정(100㎏/batch)을 개발하고, 실증에 성공했다. 월성원전 폐수지 대상 탄소-14 분리, 저감 성공 연구팀은 지난 2월, 월성원전 내 보관 중인 폐수지를 대상으로 방사성동위원소 탄소-14를 99% 분리·저감했다. 이기락 박사는 "이번 실증은 세계 최초로 안전성을 확인받고 인허가를 거쳐 실제 사용한 폐수지를 상용규모로 처리에 성공한 것"이라며 의미를 부여했다. 박환서 책임연구원은 "중수로를 운영하는 캐나다, 중국, 인도 등에서도 중수로 폐수지 처리 관련 연구를 진행하고 있으나, 실험실 규모의 실증 단계"라며 "대부분 폐수지에 전기, 열 또는 산을 가하는 방식의 방사능 저감 처리는 과도한 2차 폐기물이 발생하고 처리에 시간이 오래 걸리는 단점이 있다"고 말했다. 연구팀은 폐수지 내 탄소-14를 효과적으로 회수하기 위해 마이크로파에 주목했다. 마치 전자레인지의 마이크로파가 운동에너지를 발생시켜 음식물을 데우듯, 폐수지를 2시간 정도 마이크로파로 조사하는 방법으로 화학 반응을 유도해 탄소-14가 99%정도 분리되는 것을 확인했다. 연구팀은 실증을 위해 냉장고 크기 정도의 마이크로파 조사 반응기를 원전 내부에 설치했다. 그 후 폐수지 저장탱크에 있는 폐수지를 옮겨 마이크로파 반응기에 투입했다. 조사가 진행되는 동안 폐수지의 탄소-14가 장치 내부에서 가스 형태로 발생 되고, 이를 흡착장치로 흘려보내 탄소-14를 회수했다. 이 결과 남은 폐수지는 저준위 폐기물 수준을 나타냈다. 현재 국내 중수로에 보관된 폐수지는 상당한 양의 탄소-14를 포함한다. 이를 경제적 가치로 따지면 1조 원 가량 된다. 연구팀은 "이 기술로 전량 수입에 의존하는 고가의 동위원소를 직접 회수해 국내 산업에 활용하거나 외국으로 수출할 수 있다"고 말했다. 올해 한수원 사업 참여 상용화 계획 박환서 책임연구원은 "올해 한수원 사업에 참여해 상용화할 계획"이라면서 "기술 우위를 확보한 만큼 해외진출도 모색할 것"이라고 덧붙였다. 또한, 폐수지에서 회수한 탄소-14는 농축 과정을 단 한 번 거치면 의약품 개발에 사용되는 표지 화합물의 원료물질로도 활용할 수 있다. 기능성 소재 개발과 같은 새로운 4차 산업 소재 분야에도 응용할 수 있다. 이번 공정 개발은 산업통상자원부 산하 에너지기술평가원 지원을 받았다. 주관기관은 (주)선광티엔에스(대표 노광준)이다. 참여기관은 한국원자력연구원과 울산과학기술원(김희령 교수)이다.과제기간은 2019년부터 2023년까지 5년 간이다. 예산은 60억 원이 투입됐다. 기술개발에는 박환서 박사 외에 원자력연구원 이기락 박사 연구팀이 참여했다. 이 박사 연구팀은 마이크로파 조사를 통해 발생하는 탄소-14를 외부로 배출하지 않고 내부에서만 순환시켜 고농도로 회수하는 상용규모 공정시스템을 개발했다. 주관기관인 ㈜선광티엔에스는 상용규모 공정장치를 설계·제작해 발전소에서 연구원과 공동으로 실증했다. 울산과학기술원은 처리시스템의 방사선학적 안전성을 입증했다. 선진핵주기기술개발부 류재수 부장은 “이번 중수로 폐수지 처리기술은 방사성폐기물의 문제를 해소하는 중요한 연구 결과"라며 "새롭고 혁신적인 방사성폐기물처리 공정기술과 관리기술을 지속적으로 개발해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

2024.04.15 17:58박희범

광고 휩쓰는 에스파…이온음료에 '윈터' 맥주엔 '카리나'

여자 아이돌 '에스파' 멤버들이 음료 모델로 각광을 받고 있다. 1일 코카콜라사는 이온보충음료 '토레타'의 새로운 광고모델로 에스파 멤버 윈터를 선정했다고 밝혔다. 코카콜라사는 "윈터의 이미지가 브랜드의 이미지와 부합해 모델로 발탁하게 됐다"고 설명했다. TV CF는 오는 4월 중순 공개된다. 롯데칠성음료의 맥주 '크러시'는 카리나와 두 번째 광고를 공개했다. 롯데칠성음료는 술을 강요하거나 불편한 술자리 분위기가 조성되는 기존의 낡은 문화와는 다르다는 메시지를 광고에 담았다고 설명했다. 롯데칠성음료 관계자는 “향후 유튜브, 인스타그램, TV 등을 통해 모델 카리나와 함께 젊은 세대의 마음을 사로잡는 광고 캠페인을 지속적으로 전개할 예정”이라고 말했다.

2024.04.01 12:56손희연

'태양광 ESS만으로 전기차 충전' 보령서 운영된다

스탠다드에너지는 파이온일렉트릭과 함께 태양광 패널에서 발전된 전기를 에너지저장장치(ESS)에 저장하고 이를 활용해 전기차 충전기를 전력계통 연계 없이 운영하는 프로젝트를 추진한다고 지난 21일 밝혔다. 스탠다드에너지는 파이온일렉트릭이 운영 중인 충남 보령시 소재 이수에너지주유소 인근 대지에 바나듐이온배터리(VIB) ESS를 공급 및 설치한다. 해당 부지에는 100kW 규모의 태양광 패널로 하루 평균 400kWh의 전기를 생산하고, 이를 ESS에 저장해 하루 10대 수준의 전기차 충전 서비스를 할 계획이다. 전력계통 연계 없이 태양광-전기차 충전기를 연계하기 위해서는 상당히 높은 수준의 신뢰성을 가진 ESS가 필요하다. VIB ESS는 높은 성능과 안전성을 검증해 국내에서 표준화, 제도화가 됐고 사업 다수에서 그 신뢰성을 보여줬다고 강조했다. 파이온일렉트릭은 충전소 내 태양광 패널과 ESS, 전기차 충전기 등 다양한 전력설비들이 연계되고 자체적으로 전력망을 형성 및 유지할 수 있도록 그리드포밍 제어 기술과 시스템을 적용해 안정적인 전기차 충전을 위한 기반을 마련할 계획이다. 현재 일부 주유소, LPG 충전소 등에는 전기차 충전기가 설치돼 있지만, 기존 전력계통에서 전력을 수급하는 것이어서 다수의 전기차가 동시 충전 시 충전 속도가 저하돼 소비자 불편이 크다. 스탠다드에너지는 현재 전국에 1만2천개에 달하는 주유소 상당수가 전기차 충전을 위한 인프라로 전환될 것으로 보고, 주유소에 전기차 충전 인프라 구축을 위한 VIB ESS를 공급할 계획이다. 스탠다드에너지는 서울 강남구 압구정동의 도심형 초급속 충전소에서 VIB ESS을 선보인 바 있다. 윤광희 파이온일렉트릭 대표는 “태양광과 ESS를 이용한 전기차 충전은 다양한 전력 설비의 유기적인 연계가 매우 중요하며, 향후 시장성도 높아 파이온일렉트릭도 관심이 큰 사업”이라고 밝혔다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “전세계적으로 주목받는 RE100 그리드 구축을 위해서는 고성능과 안전성을 동시에 갖춘 새로운 ESS가 필요하다”며 “기존 기술들이 진입하기 어려운 시장에서 먼저 VIB ESS의 고성능과 안전성을 검증했고 덕분에 VIB ESS의 판매를 시작하고 짧은 기간 내에 다수의 공급 계약을 체결했다”고 밝혔다.

2024.03.22 08:57김윤희

'AI 드론' 가이온, 베트남 연구개발 센터 열어

인공지능(AI) 드론 전문기업 가이온은 연구·개발(R&D) 강화를 목적으로 베트남 호치민에 해외 첫번째 거점으로 지사를 설립했다고 15일 밝혔다. 가이온은 국내 본사와 서울 지점에 베트남 하노이국립대학, 국립호치민 출신의 박사급 인력이 다수 포진해 있는 만큼 이번 거점 마련을 통해 시너지를 극대화 한다는 방침이다. 가이온 호치민 지사는 문제 발생 시 국내 본사와 신속히 대응하기 위해 공항 인근에 거점을 마련했다. 또 원활한 소통을 이어가 이동 거리간 물리적 제약을 최소화한다는 계획이다. 가이온 베트남 R&D센터는 금융권, 공기업 등에 적용되는 보안관제포탈 솔루션인 보안운영포털(SOP), 내부 이상징후 탐지 솔루션 (ADS) 고도화를 진행한다. 또 시장성이 높은 보안 관제 부문 신규 제품을 개발한다. 가이온은 기존 AI 기반 데이터 분석·수집 능력을 바탕으로 보안 관제 솔루션을 드론 사업부문 등 사업영역 전반에 적용하고 있다. 한편 가이온은 시리즈 C 단계 투자 라운드를 진행하고 있다. 이번 베트남 R&D 센터 개소로 기술력 강화를 통해 코스닥 시장 상장 준비에 더욱 박차를 가할 예정이다.

2024.03.15 20:22신영빈

전기차 시장 성장했지만…작년 4대 소재 시장 17% 역성장

작년 전기차 시장은 하반기 수요 둔화에도 불구하고 30% 이상의 성장세를 보였으나, LIB 소재 업체들은 역성장을 기록했다. 배터리 판가와 리튬·메탈가 하락 때문이다. 15일 SNE리서치에 따르면 2023년 전기차 판매 대수는 1천407만대로 33.5% 성장했으며, 전기차 배터리 사용량도 503GWh에서 698GWh로 38.8% 증가했다. 2021년 109%, 2022년의 57% 성장에 비해서는 수요 둔화와 고금리로 인한 경기 침체 및 '캐즘'(침투율 16% 부근에서 나타나는 일시적 수요 둔화) 현상으로 인해 큰 폭 하락하였지만, 그럼에도 불구하고 작년 30%대의 성장세를 보였다. 그러나 반면에 배터리 판가는 13%가량 떨어졌으며, 양극재를 비롯한 4대 소재 시장도 17% 가까이 떨어지며 소재 업계는 작년 하반기에 수익률이 크게 감소했다. 특히 배터리 가격 하락세에 비해서 소재 가격과 메탈·원자재 하락 폭이 더욱 두드러져 대부분의 소재 업체들이 작년 하반기 역성장을 기록하며 어려움을 겪었다. 올해 상반기까지도 재고물량 확대와 시장성장 둔화 추이 지속으로 고전이 예상된다. 전기차와 배터리 시장 성장과 더불어 동반 성장을 기대했던 소재 업체들로서는 2020년 코로나 때 이후 또 한 번 역성장하며 어려움을 겪고 있으며, 이를 회복하기 위해서 올해는 원가절감과 수익성 회복과 더불어 중국의 저가 공세에 맞서 기술력 확보도 해야하는 두마리 토끼를 모두 잡아야만 하는 과제를 안고 있다. SNE리서치는 국내 업체들은 중국에 대한 원재료 의존도를 탈피하기 위해 공급처 다변화와 자체 내재화 비율 확대, M&A와 기술 MOU를 통한 기술 격차 확보 및 신규 차세대 기술 선점 개발 등으로 제품 경쟁력으로 위기를 돌파해야 치열한 생존경쟁에서 살아남을 수 있을 것으로 관측했다. 최근 배터리 핵심 원료인 리튬·니켈 가격이 바닥을 찍고 한달 가까이 오름세를 보인 것은 소재 업체들의 실적 회복을 기대하게 한다. 한국 배터리3사의 생산설비 투자 기조도 유지될 것으로 보여 소재 업체들의 판매물량 확보에도 숨통이 트일 것으로 예상된다. SNE리서치는 오는 21일일부터 26일까지 4일간 한국과학기술회관에서 개최되는 '제7회 NGBS2024 & 제1회 NGBS 튜토리얼 2024' 세미나에서 위와 같은 전기차와 배터리 시장과 4대 소재 시장의 주요 이슈와 차세대 소재 기술 동향을 다룬다.

2024.03.15 15:22류은주

강현섭 가이온 대표, 한국드론산업진흥협회장 취임

인공지능(AI) 드론 전문기업 가이온은 강현섭 대표가 제3대 한국드론산업진흥협회(KODIPA) 협회장으로 취임했다고 12일 밝혔다. 강현섭 대표는 LIG넥스원 이효구 부회장과 한국카본 조문수 회장에 이어 3번째로 KODIPA 회장을 맡았다. 가이온은 협회 회장사로 활동하게 된다. KODIPA는 2015년 산업통상자원부로부터 승인받고, 2017년부터 드론산업 융합얼라이언스 위탁운영 기관으로 지정돼 국방, 물류, 농림어업, 건설, 시설점검, 제조 등 17개 분과 소속 천 여명의 전문가를 확보하고 있는 국내 대표 드론 관련 협회다. LIG넥스원, 한국카본, 제노코, 태경전자, 마이크로인피니티, 한국전력기술 등이 회원사로 소속되어 있으며 국제표준 제정기관인 ISO 무인기분과의 한국 간사기관 역할도 수행중이다. 강현섭 가이온 신임 회장은 "협회 발전과 회원의 권익신장을 위해 더욱 정진하겠다"고 밝혔다. 한편 2007년 설립된 가이온은 인공지능(AI) 분석에 기반한 보안관제 시스템과 드론 관련 종합 솔루션을 개발하는 기업이다. 보안관제 시스템 및 드론 사업 등을 영위하고 있다. 최근 프리IPO를 진행하는 등 코스닥 상장을 목표로 상장 준비에 주력하고 있다.

2024.03.12 15:03신영빈

전기차, 게임 체인저 없인 대중화 없다

'매년 세 자릿수 이상의 성장률을 기록하던 전기차 시장이 정체기에 접어들면서 성장통을 의미하는 '캐즘(Chasm)'에 빠졌다는 진단이 나온다. 아직은 사용성과 가격 측면에서 내연차를 대체할 경쟁력을 갖추지 못한 점이 원인으로 꼽힌다. 지디넷코리아가 전기차와 배터리 업계가 전기차 대중화를 이루기 위해 어떤 대응 전략을 준비하는지 살펴보고자 한다. [편집자주] 전기차가 시장의 주류인 내연기관 자동차를 대신해 대중적인 폭발력을 발휘하기 위해서는 현 성능 한계 극복이 절대적이다. 핵심은 결국 배터리다. 합리적인 가격대라는 조건, 그리고 획기적 용량과 안정성을 갖춘 배터리가 보급돼야 전기차 구매를 고려하는 소비자가 늘어날 수 밖에 없다. 충전 인프라 확충은 물론이다. 전기차 확산이 어차피 가야할 길이라는 낙관론은 내연차 대비 친환경적이기 때문이다. 각국 정부는 인류가 직면한 기후 위기에 대응해 탄소 발생을 줄이고 보다 생산적이고 안전한 모빌리티 질서를 만들어야 한다. 그러기 위해서는 전동화 전환을 독려하고 시장을 연착륙 시켜야 한다. 전기차가 우수한 성능을 갖추면서도 합리적인 가격에 공급되고, 강력한 경제 사회적 지원 정책이 전기차 '캐즘'을 해소할 핵심 동력이 될 전망이다. ■ LFP가 세운 '가성비' 기준 맞추거나 성능으로 압도하거나 현재 시장에서 각광을 받는 리튬인산철(LFP) 배터리의 경우 전기차 주행 거리가 300~400km 수준으로 평가된다. NCM(니켈·코발트·망간) 배터리가 500km 이상의 주행 거리를 지원하는 데 반해 장거리 주행이 어렵다. 저온 환경에서는 주행 거리가 더 짧아진다. 고온 환경에선 NCM 배터리보다 저항이 우수하지만, 영하 20도 밑으로 기온이 하락하면 일반적으로 주행 거리가 50~70%로 줄어든다. LFP 배터리로 가격의 허들은 해결하더라도, 장거리 주행이 필요하거나, 혹한기가 있는 지역에서는 전기차 사용에 한계가 있다. 기술과 경제성 문제로 재활용이 어렵다는 점도 거론된다. 배터리 업계는 이런 성능 한계를 극복하기 위해 다양한 신제품 개발에 집중하고 있다. 여러 대안 중 하나인 미드니켈 배터리는 니켈이 40~60% 함유된 배터리다. 국내 배터리사의 주력 제품인 하이니켈 배터리의 에너지 밀도가 더 높지만, 가격이 비싸 최근 원가 절감에 주력하는 전기차 업체들의 수요와 맞지 않다. 이에 중저가의 고성능 미드니켈 배터리를 개발해 에너지 밀도, 열 안전성, 재활용 가능성 등 LFP·NCM 배터리 양측의 단점을 충족한다는 구상이다. LG에너지솔루션은 이런 전략 하에 고전압 미드니켈 배터티를 내년께 본격 양산할 계획이다. 기존 하이니켈 배터리보다 10% 싸면서도 에너지 밀도는 700와트시리터(Wh/L)로 크게 뒤지지 않도록 개발하는 것이 목표다. 나트륨이온 배터리도 중저가 배터리 대안으로 떠오르고 있다. 나트륨은 상대적으로 저렴하고, 에너지 밀도는 낮지만 안정성과 저온 환경에서의 성능 유지에 강점을 보인다. 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 오는 2035년엔 LFP 배터리보다 나트륨이온 배터리가 최대 24%까지 저렴하게 생산될 것으로 전망했다. 중국에선 이미 나트륨이온 배터리를 탑재한 전기차가 출시되기도 했다. LFP를 비롯한 리튬이온 배터리보다 우월한 성능을 낼 것으로 기대되는 전고체 배터리도 게임체인저로 주목받는다. 고체 전해질을 사용하는 구조 상 안전성이 뛰어나고 에너지 밀도가 높을 뿐만 아니라 충전 속도도 급격히 높일 수 있다. 다만 상대적으로 기술 진척이 더디고, 우수한 성능을 감안하더라도 시장에서 수용 가능한 가격대를 형성할 수 있을지가 관건이다. 국내 배터리셀사 중에선 삼성SDI가 전고체 배터리 파일럿 라인을 가동해 샘플 생산을 시작했고, 사업 전담 팀을 신설하는 등 집중 투자하고 있다. 오는 2027년 상용화를 목표로 하고 있는데, LG에너지솔루션과 SK온도 전고체 배터리 관련 투자를 진행 중이다. ■보조금 정책 지속 강화로 수요 확대해야…성능 좋고 저렴한 전기차 유도 아직까진 내연차 대비 전기차의 성능 한계가 뚜렷한 상황이다. 이런 상황 속에서 전기차 구매가 확산되려면 비용 측면에서 이점이 제공돼야 한다. 이를 위해선 전기차 보급을 지원할 보조금 제도가 동반돼야 한다. 각 국은 이 때문에 보조금을 강화해 기업이 소비자가 구매할 만한 가격대의 전기차를 만들어 내도록 유도하고 있다. 전기차가 얼리어답터의 영역에서 다수의 소비자 시장으로 넘어갈 수 있도록 보조금이 강화되는 추세다. 업계에 따르면 전기차 전환이 유럽 국가 중에서 느린 편인 이탈리아는 연소득이 3만유로(4천336만원) 미만인 시민이 20년된 노후화 차량을 전기차 모델로 바꾸도록 유도하고자 최대 1만3천750유로(1천987만원) 상당의 보조금을 지급하는 규정을 논의하고 있다. 이탈리아가 이 같은 정책 수정에 나선 것은 폭발적으로 전기차의 판매 수요가 올라간 이후 둔화하는 조짐이 들자, 폭스바겐, 아우디, 메르세데스-벤츠 등 주요 자동차 기업들이 전기차 출시 계획을 늦추고 있기 때문으로 풀이된다. 업계 한 관계자는 "전기차가 더 저렴해지지 못한다면 각국이 내세운 전기차 판매 목표를 달성할 가능성이 점점 더 적어질 것"이라고 진단했다. 전기차 주요 시장인 미국도 전기차 보조금과 업계 할인 경쟁이 화두가 될 전망이다. 콕스오토모티브는 올해 전기차 시장을 "더 많은 모델, 더 많은 인센티브, 더 많은 할인"이 주요 쟁점이 될 것으로 진단하고 있다. 자동차 기업이 저렴한 전기차를 내놓도록 보조금 제도를 설계하는 노력도 나타나고 있다. 올해 우리나라 보조금 제도도 이같은 평가를 받고 있다. 환경부가 최근 발표한 전기차 국고 보조금은 5천500만원 차량에 최대 650만원을 지급한다. 여기에 판매사가 자체적으로 가격을 할인하면 환경부가 인센티브로 최대 100만원을 추가 지급한다. 환경부 관계자는 올해 국내 전기차 보조금을 이처럼 설정하게 된 이유에 대해 "환경부는 제작사와 수입사가 성능이 더 좋고 저렴한 전기차를 국내에 내놓을 것으로 기대하고 유도하는 것"이라고 말했다. 태국과 인도네시아는 전기차 성장을 위해 지난달 새로운 보조금 정책을 공개했다. 태국은 전기차 제조 시설을 현지에 설립하면 혜택을 제공하겠다는 투자 유치안을 밝혔다. 인도네시아도 배터리 공급망을 현지 유치하고자 투자를 받고 있다. 두 국가는 각각 전기차 보조금과 수입세 인하 등을 내세워 전기차 판매 장려도 하고 있다.

2024.03.04 17:39김윤희

글로벌 R&D 범부처 컨트롤타워 출범

정부가 국가 R&D 체제개편 차원에서 강력하게 드라이브 걸어온 글로벌 R&D의 범부처 컨트롤타워가 가동에 들어갔다. 과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 '과기정통부')는 국가과학기술자문회의 산하에 글로벌 R&D 특별위원회(이하 '글로벌 특위')를 신설하고, 27일 제1차 회의를 개최했다. '글로벌 특위'는 ▲글로벌 R&D 정책·사업의 종합·조정 ▲글로벌 R&D 전략 고도화 ▲체계적인 사업 운영·관리 등에 대한 범부처 컨트롤타워로서의 역할을 수행한다. '글로벌 특위' 위원장은 과학기술혁신본부장이 맡았다. 국제공동연구 활성화 및 전략적인 투자·협력을 위해 과기정통부, 기재부, 외교부, 산업부, 복지부 등 관련 주요부처 실장급 6명이 정부위원으로 참여했다. 이와 함께 산·학·연 전문가 16명이 민간위원으로 참여했다. 민간위원 절반이 학계…연구 전문가 5명 참여 학계에서는 △주경선 미 코네티컷주립대 교수(고에너지 핵물리학) △조규진 서울대 교수(로봇공학) △이종일 한국뉴욕주립대 교수(국제 정책) △엄지용 KAIST 교수(탄소중립) △전석우 고려대 교수(나노·소재응용 및 연구행정) △남좌민 서울대 교수(나노과학) △민상기 미 위스콘신대 교수(국제협력) △차미영 KAIST 교수(빅데이터 및 AI) 등 8명이다. 연구계에서 △유정하 독 막스플랑크연구소 책임연구원(핵융합) △김유수 일 이화학연구소 주임연구원(화학공학)은 △손지원 한국과학기술연구원 기술정책연구소장(재료공학 및 국제협력) △이승구 한국생명공학연구원 합성생물학연구소장(합성생물학 및 국제협력) △박호식 한국화학연구원 연구전략본부장(소재 및 탄소) 등 5명이다. 산업계에서는 △최치호 한국과학기술지주(주) 대표(기술사업화) △이홍락 LG AI연구원 최고AI과학자(AI) △황윤일 CJ제일제당 CJ 아메리카 대표 및 R&D 대외협력 총괄(R&D 전략 및 협력) 등 3명이다. 이번 1차 회의에서는 2건의 심의(글로벌 R&D 특별위원회 운영방안 및 운영세칙(안), 글로벌 R&D 전략지도(안) - 이차전지, 수소공급, 무탄소신전원, CCUS 분야)와 2건의 보고(글로벌 R&D 추진전략 및 이행계획, 국가연구개발사업 국제공동연구 매뉴얼(안))가 진행됐다. 이차전지 분야 글로벌 기술수준 세계 정상급 특히, 이날 세 번 째로 보고된 글로벌 R&D 전략지도에 따르면 우리나라 기술 수준이 이차전지 분야에서는 리튬이온 전지 및 핵심소재와 이차전지 모듈·시스템이 각각 세계 1위, 차세대 이차전지 소재·셀 4위, 이차전지 재사용·재활용 2위인 것으로 파악됐다. 수소 공급 분야는 수소 생산 4위, 수소 저장·운송 5위, 해외 수소 저장·운송 9위 등으로 나타났다. 무탄소 신전원 분야에서는 발전용 수소 연료전지 3위, 수소 혼소·전소 3위, 암모니아 혼소 5위로 조사됐다. 탄소 포집·활용·저장(CCUS) 분야에서는 탄소 포집 6위, 탄소 저장 22위, 탄소 활용 8위였다. 류광준 과학기술혁신본부장은 “최근 국가 간 기술협력이 중요해지고 이에 따라 정부 예산도 대폭 확대한 만큼 글로벌 R&D의 활성화와 체계적인 전략 수립이 필요한 중요한 시기”라며 “세계를 선도하는 과학기술 강국으로 도약하는 계기가 될 것”으로 기대했다.

2024.02.28 01:04박희범

스탠다드에너지, '바나듐이온배터리' 공급 박차

스탠다드에너지가 바나듐이온배터리(VIB)를 활용한 에너지저장장치(ESS) 사업화에 박차를 가하고 있다고 26일 밝혔다. 스탠다드에너지는 롯데케미칼에 VIB ESS를 공급하기로 했다. 롯데케미칼에 공급되는 VIB ESS는 태양광 발전 등 신재생에너지 발전연계용 ESS로서 설치된다. 롯데케미칼 외 ESS 수요기업, 기관들과도 공급 계약을 체결했다. VIB ESS는 물을 기반으로 한 액체 전극을 사용해 고온, 과충전, 관통 및 충격 환경뿐만 아니라 배터리를 불로 태워도 발화 위험이 없다. 신소재 분리막과 전극, 배터리 구동 안전화 기술을 도입해 96% 이상의 높은 에너지 효율을 보이며 5만번의 충전 방전을 반복해도 성능 저하가 거의 없고, 장기 사용뿐만 아니라 초고속 충방전도 가능하다는 설명이다. 스탠다드에너지는 전기차 초고속 충전소 관련 사업은 물론 신재생에너지 발전 효율 증대, 고성능이 요구되는 R&D용 ESS, 산업시설 및 건물용 ESS, 전기선박 등에 VIB ESS 적용을 추진 중이다. 특히 방위 산업 등 극한 상황에서도 ESS 구동이 필요한 분야에 VIB를 적용하는 것에 대한 공급 협의도 진행 중이다. 스탠다드에너지는 일본 시장 진출을 위해 오는 28일 일본 최대 이차전지 박람회 '배터리 재팬 2024'에서도 VIB ESS를 선보인다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “지난해 VIB ESS는 표준화, 제도화, 자체 생산 라인 구축이 완료되면서 상용화와 시장 진출을 위한 중요한 관문을 성공적으로 통과했다"며 "올해 초부터 다수의 공급 계약을 추진 중이고 ESS 시장에서 많은 관심과 기대를 받으니 시장 확대에 대한 기대와 책임감이 크다"고 말했다.

2024.02.26 17:20김윤희

에너지연, 세계 최고 효율 차세대 태양전지 개발

국내 연구진이 반투명 페로브스카이트 태양전지로 세계 최고 효율을 달성했다. 한국에너지기술연구원(이하 '에너지연') 태양광연구단(연구책임자 안세진 박사)은 건물 창문이나 탠덤 태양전지에 적용할 수 있는 반투명 페로브스카이트 태양전지의 안정성과 효율을 크게 개선하는데 성공했다고 21일 밝혔다. 이 태양전지 효율은 세계 최고 수준인 21.68%를 기록했다. 240시간 이상의 작동에도 초기 효율 대비 99% 이상의 효율을 유지 한다는 것이 연구진의 설명이다. 탠덤 태양전지는 실리콘 태양전지에 산화광물의 일종인 페로브스카이트를 결합한 복합전지다. 수분이나 열에 강한 장점이 있다. 안세진 박사는 “한화큐셀이 탠덤 전지를 오는 2026년까지 상용화할 계획으로 알고 있다”며 “지금은 축구의 전반전에 해당하지만, 우리도 그 때까지는 어느 정도 기술 개발이 마무리될 것으로 예상한다”고 말했다. 연구진은 반투명 페로브스카이트 태양전지 제작에서 발생하는 전하 이동성과 안정성 저하의 원인을 규명하기 위해 전기광학적 분석과 원자단위 계산과학을 활용했다. 연구진은 태양전지에 빛을 비출 때 고에너지 입자가 발생해 전하의 일종인 정공의 수송층 효율을 떨어뜨리는 문제를 해결하고, 원리도 규명했다. 특히, 전기 전도도 향상을 위해 전지에 첨가하는 리튬이온이 리튬산화물(LixOy)로 변환되면서 되레 이 산화물이 리튬이온 확산을 차단시켜 소자 안정성을 높이는 것을 확인했다. 연구진은 이를 통해 투명전극을 사용하는 페로브스카이트 태양전지 중 세계 최고 효율인 21.68%를 달성했다. 또 400시간의 장기 보관 조건과 240시간 이상의 작동 환경에서도 모두 초기 효율 대비 99% 이상의 효율을 유지하는 것도 확인했다. 또 이 기술을 이용해 후면의 빛도 활용하는 양면수광형 탠덤 태양전지를 국내 최초로 제작했다. 이 전지 제작에는 주성엔지니어링과 독일 율리히 연구소도 일부 지원했다. 안세진 박사는 “양면수광형 전지에서는 전지 후면에서 들어오는 빛이 표준 태양광의 20%인 조건에서 4단자형 31.5%, 2단자형 26.4%의 높은 기대효율을 달성했다”고 설명했다. 안 박사는 이어 “이번에 개발된 전지의 활용성이 크게 확대될 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 이 연구결과는 에너지·재료분야 학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(Advanced Energy Materials / IF 27.8) 표지논문(Outside Front Cover)으로 게재됐다.

2024.02.21 15:58박희범

전기차 주춤..."배터리 시장, 뜨는 'ESS' 타고 성장"

올해 리튬이온배터리(LIB) 에너지저장장치(ESS) 시장 규모가 235기가와트시(GWh)로 전년 대비 27% 성장할 전망이다. 금액 기준 시장 규모는 약 400억 달러(약 53조 원)로 전년 대비 14% 성장할 것으로 보인다. 5일 시장조사업체 SNE리서치는 '2024 글로벌 ESS 시장 전망(~2035)' 보고서에서 이같은 전망을 내놨다. 향후 2035년까지는 618GWh, 800억 달러(약 106조원)까지 성장할 것으로 예측했다. ESS는 전력을 보관할 수 있다는 특징을 바탕으로 다양한 곳에서 사용 중이다. 신재생 에너지를 저장했다가 필요할 때 사용하는 스마트 그리드 분야에서 크게 주목받고 있다. 특히 에너지 밀도가 높은 LIB를 사용한 ESS 시장이 크게 성장하는 중이다. 국내도 태양광 연계 ESS 사업이 크게 성장했으나, 지난 2018년 국내 ESS 화재 사건이 연이어 발생하며 시장이 크게 위축됐다. 최근에는 산업자원부 주도의 ESS 산업 발전 전략이 발표되며 시장 회복이 기대되고 있다. 국내 LIB 제조 업체인 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온에서는 안전성이 높은 LFP 배터리를 ESS용으로 계획하며 ESS 시장에 대한 의욕을 밝히고 있다. LIB ESS 시장은 지난해 185GWh부터 2035년 618GWh까지 연평균 10.6%의 성장률을 기록할 것으로 예상됐다. 주요 수요처는 스마트 그리드다. 국가별로는 중국이 가장 큰 비중을 차지할 것으로 봤다. 뒤이어 수요가 많은 지역으로 북미가 꼽혔다. 북미 LIB ESS 시장은 지난해 55GWh에서 2035년 181GWh까지 성장할 것으로 전망됐다. SNE리서치 관계자는 “ESS 시장은 EV 다음으로 크게 성장할 것으로 예상하는 LIB 시장”이라며 “캐즘 위기론이 대두되고 있는 EV 시장으로 우려가 큰 LIB 업계에게 대안이 될 수 있는 거의 유일한 시장”이라고 밝혔다.

2024.02.05 10:24김윤희

에코프로, 북미 '배터리 재활용' 사업 진출…현지 업체와 협력

에코프로는 북미 내 리튬이온 배터리 재활용 사업 협력을 위해 미국 배터리 재활용 업체 서바솔루션즈와 업무협약(MOU)을 체결했다고 1일 밝혔다. 서바솔루션즈는 스크랩(폐기물) 및 폐배터리에서 니켈 등 주요 광물을 추출하는 기업이다. 일본 종합상사 마루베니로부터 5천만 달러 투자를 유치하며 기술력과 경쟁력을 인정받았다. 에코프로는 이번 리튬이온 배터리 재활용 사업 MOU를 통해 글로벌 공급망 확대에 나설 방침이다. 서바솔루션즈가 가진 미국 현지 네트워크를 기반으로 경쟁력 있는 폐배터리 등의 스크랩을 확보하고, 북미 지역에서 리튬이온 배터리 재활용 사업 진출의 교두보를 마련할 전망이다. 두 회사는 미국 인플레이션감축법(IRA) 대응과 글로벌 전기차 배터리 공급망 확대에 힘을 합치기로 했다. IRA는 급등한 인플레이션 완화를 위해 북미산 생산품에 세액공제 및 보조금 혜택을 주는 조치다. 이차전지 배터리 및 생산 공정과 관련해서는 핵심 광물이 일정 비율 이상 북미 혹은 미국 FTA 체결국 내 생산된 제품, 배터리 부품을 일정 비율 이상 북미 내에서 제조 및 조립된 배터리에 혜택을 준다. 에코프로는 미국 IRA에 대응하기 위해 서바솔루션즈가 북미 지역에서 확보한 스크랩으로 생산한 블랙매스(스크랩 등을 회수해 분쇄한 가루) 등 재활용 원료를 선제적으로 확보할 계획이다. 제이 와고 서바솔루션즈 최고상업책임자(CCO)는 “재활용은 가치 사슬의 핵심 요소로 전기 자동차 배터리에서 순환 경제를 창출할 것”이라며 “세계적으로 알려진 에코프로와의 협력을 통해 전기차 배터리 공급망을 확장할 수 있을 것”이라고 기대했다. 정회림 에코프로 경영전략실장은 “서바솔루션즈의 재활용 관련 노하우를 통해 배터리 재활용부터 양극재 생산까지 모두 아우르는 '클로즈드 루프 시스템'의 북미 진출을 도모할 것”이라고 말했다. 클로즈드 루프 시스템은 수산화리튬-전구체-양극재-재활용에 이르는 배터리 생태계 전 과정을 아우르는 밸류체인을 구축한 것이다. 에코프로C&G가 폐배터리 재활용 사업을 맡고 전구체 생산은 에코프로머티리얼즈가 담당한다. 에코프로이노베이션이 수산화리튬 가공을 담당하고, 에코프로BM과 에코프로EM이 양극재 생산을 맡는다. 에코프로AP는 공정 과정에서 고순도의 산소와 수소 공급을 한다. 이런 밸류체인 구축으로 원가 절감과 생산 효율성 향상 효과를 얻고 있다는 설명이다.

2024.02.01 09:40김윤희

대웅제약 보툴리눔 톡신 'ABP-450', 美서 경부근긴장이상 임상 2상 성공

대웅제약이 자사 보툴리눔 톡신 'ABP-450'에 대해 미국 내 치료 적응증 확보에 속도를 내고 있다. 회사의 미국 현지 파트너사인 이온바이오파마는 최근 '톡신스 2024'에서 ABP-450의 경부근긴장이상 공개연장연구 임상 2상과 PTSD 전임상 데이터를 공개했다. 이온바이오파마는 현재 미국에서 ABP-450의 치료 적응증 임상을 진행 중이다. 우선 경부근긴장이상 환자를 대상으로 실시한 ABP-450 임상시험 2상에서 기존 위약대조군과 이중눈가림 대비 ABP-450은 20주의 경부근긴장이상증 치료 기간 동안 안전성과 통증 개선 효과가 확인됐다. 후속으로 진행된 공개연장연구에서는 52주 동안 중등증 내지 중증의 경부근긴장이상 성인 환자를 대상으로 ABP-450 반복 투여 시 장기 안전성과 효과 확인이 진행됐다. 그 결과, 효능은 본 임상2상과 동일하게 4주 이내에 가장 높았다. 효과의 지속성은 치료 후 12주~16주로 나타났다. 또 최대 4회 투여 기간 동안 이상사례가 증가하지 않았다. 회사는 미국 식품의약국(FDA)과 임상 3상 디자인을 논의할 예정이다. 관련해경부근긴장이상은 목에서 일어나는 불수의적 근육수축으로 목이나 머리에서 비정상적인 동작이나 자세를 취하게 되어 이러한 수축이 지속 되거나, 떨림과 같은 경련을 일으켜 고통을 발생시키는 질병이다. 또한 ABP-450의 외상 후 스트레스 장애(PTSD) 전임상 결과, 적절 용량은 쥐 1킬로그램당 1~10유닛으로 확인됐다. 독성 징후가 관찰되지 않았으며, 성상신경절차단 임상적 성공 지표 중 하나인 안검하수 초기 발생이 확인됐다. 특히 ABP-450과 리도카인 결합 투여 시 약물이 양측 성상신경절으로의 도달이 규명됐다. 이를 통해 회사는 앞으로 PTSD 치료제로서 ABP-450의 연구가능성이 클 것으로 전망했다.

2024.01.30 09:14김양균

5분만에 완충되는 전기차 배터리 나왔다

미국 코넬대학 연구진이 충전 5분 만에 완전히 충전되는 전기차 배터리를 개발했다고 IT매체 BGR이 27일(현지시간) 보도했다. 이는 완전 충전에 최소 30분이 걸리는 현재 전기차 배터리와 비교하면 놀랄만한 속도다. 해당 연구 결과는 이번 달 과학 학술지 '줄'(Joule)에 소개됐다. 지금까지 리튬 이온 배터리는 가볍고 안정적이며 에너지 효율적이기 때문에 전기차와 스마트폰 전력 공급에 사용됐다. 하지만, 충전에 오랜 시간이 걸릴 뿐 아니라 급증하는 전류를 처리할 수 있는 용량이 부족했다. 현재 전기차 급속 충전기는 30분 안에 전기차 충전이 가능하지만, 주택에 흔히 볼 수 있는 '레벨 1 충전기'는 40시간 이상 걸리는 것으로 알려졌다. 연구진들은 터치스크린과 태양광 패널에 자주 사용되는 '인듐'이라는 금속으로 배터리 양극을 만들어 전기를 더 빠르게 충전하고 저장할 수 있는 배터리를 만들었다. 양극은 배터리에 전기를 전달하는 역할을 하는데, 인듐은 전기가 잘 통하면서도 빛이 잘 통과하는 특성을 가지고 있어 해당 소재로 배터리를 만들었을 때 충전 속도가 높아진다. 또, 이 리튬 배터리는 반복 충전에도 배터리 성능 저하를 최소화해 배터리 수명이 연장된다고 연구진은 설명했다. 물론 단점도 있다. 인듐 양극은 리튬보다 무겁다. 하지만, 연구자들은 생성AI 도구를 사용해 동일한 특성을 가지지만 더 가벼운 다른 금속을 추가로 찾을 수 있다고 설명했다. 린든 아처 코넬대 공과대학 학장이자 공과대 교수는 이 기술에 대해 "주행 거리 불안을 해결할 수 있다”며, “전기차 배터리를 5분 안에 충전할 수 있다면 장거리를 위해 큰 배터리가 필요하지 않다"고 밝혔다. IT매체 BGR은 이 배터리가 성공할 경우 긴 배터리 충전 시간이 필요치 않기 때문에 배터리를자주 충전할 수 있어 전기차 제조사가 전기차에 주행거리 482km 미만인 더 작은 배터리를 장착해 전기차 가격을 내릴 수 있다고 평했다. 물론 소비자들이 한 번에 큰 용량의 배터리를 더 오랜 시간 충전하는 것을 선호할 지 작은 배터리를 그때 그때 충전하는 방식을 원할 지는 좀 더 지켜봐야 할 것으로 보인다.

2024.01.29 11:10이정현

LG엔솔, 美 리튬메탈전지 벤처 기업 지분 투자

LG에너지솔루션은 미국 애리조나 소재 배터리 개발 벤처 기업인 사이온파워에 지분 투자를 하고 기술 협력을 해나가기로 했다고 25일 밝혔다. 양사 간 협의에 따라 구체적인 지분율과 투자금액은 공개하지 않았다. 사이온파워는 1994년 설립돼 리튬메탈전지 분야를 선도하는 기업으로 설명했다. LG에너지솔루션은 이번 투자로 대표적인 차세대 배터리인 리튬메탈전지 기술 확보에 나선다는 방침이다. 리튬메탈전지는 기존 리튬이온전지의 흑연 음극재 대신 금속 성분 음극재를 사용해 단위당 에너지 밀도가 높아 무게와 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다. 이번 투자로 리튬메탈전지 기술 우위를 확보할 수 있을 것이란 전망이다. 사이온파워는 특히 리튬메탈전지의 핵심인 음극 보호층 관련 특허를 비롯해 470여개 국제 특허를 보유하고 있다. 음극 보호층 기술은 리튬메탈전지 개발의 대표적 난제로 꼽히는 '덴드라이트' 현상을 해결할 수 있어 주목받는 기술 분야다. 덴드라이트는 음극 표면에 나뭇가지 형태의 결정체가 쌓이는 현상을 뜻한다. 사이온파워는 이를 바탕으로 개발된 자사 리튬메탈전지가 크기와 무게는 기존 리튬이온전지와 동일하지만 저장할 수 있는 에너지는 1.5배 이상이라고 설명했다. 이번 투자는 LG에너지솔루션이 출자 약정한 기업형 벤처캐피털(CVC)인 LGTV와 사모펀드인 BCM를 통해 진행한다. LG에너지솔루션 관계자는 “이번 투자는 배터리 산업의 차세대 기술 주도권을 확고히 하기 위한 전략적 투자”라며 “LG에너지솔루션은 지속적인 신기술, 신사업 투자로 새로운 가치와 경쟁력을 창출해 최고의 가치를 제공할 것”이라고 말했다.

2024.01.25 08:39김윤희

양 많고 값싼 나트륨이온배터리 온다...2035년 19兆 규모

나트륨이온 배터리(SIBs)가 향후 리튬인산철(LFP) 배터리보다 높은 가격경쟁력으로 중저가 이차전지 시장에 침투할 것이라는 전망이 나왔다. 24일 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 나트륨이온 배터리와 리튬이온 배터리(LIBs)의 가격 차이가 2035년 최대 24%까지 벌어질 전망이다. 이는 리튬이온배터리 중에서도 가격이 낮은 중국산 리튬인산철 배터리와 비교한 것으로, 국내 기업의 주력 제품인 니켈·코발트·망간 기반의 삼원계(NCM) 배터리와의 가격 차이는 더 벌어질 것으로 관측했다. 나트륨이온 배터리는 리튬이온 배터리가 주류인 이차전지 시장에서 가격 경쟁력을 가진 차세대 배터리로 꼽힌다. 나트륨을 원재료로 사용하기 때문에 에너지 밀도는 낮지만, 전기화학적 안정성이 높고 저온에서도 성능 저하가 심하지 않다는 평가다. 내년 본격적인 양산 단계에 들어서며 향후 이륜차, 소형 전기차와 에너지저장장치(ESS) 등의 산업에 사용될 전망이다. 나트륨이온 배터리가 시장에 본격적으로 나서게 된 것은 2021년 중국의 배터리 기업인 CATL이 차세대 배터리로 나트륨이온 배터리 개발과 생산을 발표하면서다. 2022년 나트륨이온 배터리 핵심 원재료인 탄산리튬 가격은 최고 톤 당 60만위안(한화 약 1억1천100만원)에 거래됐다. 이 때문에 LIBs의 가격이 치솟았고, 리튬 대신 나트륨을 사용하는 나트륨이온 배터리에 많은 관심이 쏟아졌다. 나트륨이온 배터리 가격은 향후 2035년 LFP 배터리 대비 최소 11%, 최대 24% 저렴하게 생산될 전망이다. SNE리서치는 이를 바탕으로 중저가 배터리의 새로운 레이아웃으로 자리잡을 것으로 평가했다. 또 나트륨 이차전지 시장은 원자재 가격 변동에 따라 리튬인산철 배터리와 나트륨이온 배터리가 계속해서 가격 경쟁력을 평가받게 될 것이라고 분석했다. 향후 원자재 가격으로 인한 가격 경쟁력이 증가할 경우 2035년 최대 254.5GWh 시장 수요가 발생할 것으로 전망했다. 금액기준 시장 규모는 매년 142억달러(한화 약 19조원)에 달한다. 중국은 이미 나트륨이온 배터리를 이용한 이륜차와 전기차 출시가 시작됐다. 중국의 대표적인 전기 오토바이 업체인 야디는 자회사 화유를 설립해 지난해 말 전기 오토바이 '지나 No.1' 모델을 출시했고, 이달 중국 전기차 브랜드인 JAC는 하이나배터리의 원통형 나트륨이온배터리를 사용한 화시앤즈 전기차를 판매하기 시작했다. 중국 기업들이 계획한 나트륨이온 배터리 생산능력은 2035년 464GWh이다. 중국 외에는 영국의 파라디온, 스웨덴의 알트리스, 프랑스의 티아마트, 미국의 나트론 에너지가 SIB 양산계획을 발표했다. 한편, 국내에서 나트륨이온 배터리를 제조하겠다고 발표한 기업은 에너지11이 유일하며, 애경케미칼은 나트륨이온 배터리용 음극재를 생산 중이다.

2024.01.24 15:02류은주

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