"충전 없이 100년 간다"…초저전력 '핵 배터리' 화제

방사성 동위원소 기반 제품을 생산하는 미국의 한 제조업체가 충전 없이 100년 이상 전력을 공급할 수 있는 고체 원자력 배터리를 공개했다. 과학매체 인터레스팅엔지니어링은 미국 뉴욕에 본사를 둔 NRD LLC(이하 NRD)가 방사성 동위원소 니켈-63을 연료로 사용하는 고체 핵 배터리 'NBV 시리즈'를 선보였다고 보도했다. 니켈-63은 반감기가 약 100.1년인 저에너지 베타 방출 동위원소다. NRD는 해당 배터리가 유지보수 없이 100년 이상 안정적인 전력 공급이 가능하며, 센서·의료용 임플란트·원격 장비 등 배터리 교체가 어려운 환경에서 활용될 수 있다고 설명했다. 이 배터리는 원격지나 극한 환경에서 작동하는 초저전력 전자 장치를 겨냥해 설계됐다. 고체 구조로 완전 밀폐돼 있으며, 충전이나 교체가 사실상 불가능한 조건에서도 장기간 사용할 수 있다. 특히 방사성 붕괴 과정에서 방출되는 베타 입자를 전기로 변환하는 '베타볼타' 방식이 특징이다. 기존 배터리와 달리 이 장치는 지속적인 전력 감소 특성을 활용해 매우 낮은 출력으로 오랜 기간 작동한다. 회사 측에 따르면 NBV 시리즈는 5~500나노와트(nW)의 극미량 전력을 제공한다. 이는 일반적인 CR2032 코인형 배터리의 10억분의 1 수준이다. 이 같은 특성으로 NBV 시리즈는 교각 내부에 매설된 온도 센서, 유정 바닥의 압력계, 장시간 안정적인 작동이 필수적인 심장 모니터 등 장기 신뢰성이 요구되는 분야를 주요 적용 대상으로 한다. 전압은 1.0V~20.0V, 정격 전류는 7.5nA~33nA 범위에서 작동하며, 크기는 20mm x 20mm x 12mm 수준의 소형 폼팩터로 제작됐다. 셸 알피에로 NRD 최고경영자(CEO)는 “전력 시스템에서 배터리와 같은 핵심 부품에 문제가 발생하면 임무 수행 자체가 불가능해질 수 있다”며 “NBV 시리즈는 배터리 교체가 현실적인 선택지가 아닌 환경에서 장기간 신뢰성과 안정적인 전력 공급을 제공하는 무보수형 마이크로 전력 솔루션”이라고 강조했다. NRD는 해당 기술이 산업 모니터링, 환경 감지, 보안 시스템은 물론 지속적인 저전력이 필요한 AI 기반 자율 플랫폼에도 활용될 수 있다고 밝혔다. 케빈 헤플러 최고운영책임자(COO)는 “이번 출시는 수십 년간 축적해온 규제 핵물질 기술을 차세대 전력 솔루션으로 확장한 중요한 이정표”라고 평가했다. 다만 회사는 대규모 생산 일정이나 상용화 계획에 대해서는 구체적인 내용을 공개하지 않았다. 또한 이 배터리의 긴 수명은 니켈-63의 반감기에 기반하지만, 실제 성능은 에너지 변환 효율과 차폐 설계, 시스템 통합 조건 등에 따라 달라질 수 있을 것으로 보인다고 해당 매체는 전했다.