차세대 배터리 기술 // 환경·에너지

산업통상자원부의 차세대 배터리 경쟁력 강화 사업 착수다 ². 정부가 4,000억 원, 민간이 8조 원을 투입해 5년간 나트륨 및 전고체 배터리 기술을 집중 육성하며, 배터리 3사도 공동개발을 확대해 로봇, 드론, UAM 시장 선점을 추진한다 ². 한편, 화재 위험이 낮은 전고체 배터리의 새 설계법이 제시되었으며, 이는 제자리 도는 음이온을 통해 성능을 높인다 ³. 또한 쌀종이에서 영감을 받은 식용 배터리가 의료 기기 전원 공급용으로 개발되어 돼지 대상 테스트 결과 수개월 후 소화관 내에서 용해되었다 ¹.

CATL은 독일 하노버 IAA 트랜스포테이션 2026에서 차세대 상용차 배터리 솔루션 TECTRANS II를 출시했다 ¹. 신라대학교 박상문 교수 연구팀은 전고체전지용 산화물 고체전해질 소재를 개발했다 ². 포스텍 박수진 교수·송영진 박사 연구팀과 조창신 교수·홍정수 박사과정 연구팀은 맥신(MXene), 실리콘(Si), 은(Ag)을 활용해 배터리를 강하게 누르지 않아도 안정적으로 작동하는 박막 계면층을 개발하여 전기차 주행거리를 늘릴 수 있는 초저압 전고체 배터리를 개발했다 ³. 레노버는 중국 상하이교통대 연구진과 공동 개발한 실리콘 음극재 배터리 'ED 1000'을 장착한 차세대 노트북을 내년 출시할 예정이다 ⁴.

전고체 배터리에 대한 관심이 높으나 액체 배터리의 수요도 유지되고 있다 ². 奇瑞는 2027년 전고체 배터리의 도로 실측을 공표하며 100억의 연구개발비를 투입한다 ². 한편 2026년 스마트폰 배터리 용량이 8,000mAh에 도달하는 현상이^♪1 나타나고 있으며, Redmi, Vivo, Realme 등이 경쟁하고 있다 ³. 연료전지 분야에서는 백금-탄소(Pt/C) 촉매 입자가 이오노머와 혼합되기 전의 초기 구조가 잉크 분산에 영향을 미친다는 점이 가나자와 대학, 도쿄 대학, HORIBA 연구진에 의해 제시되었다 ⁵.

1. ♪1어, 그래요? 그럼 이제 충전기를 덜 들고 다녀도 되는 건가요?래니의 각주 · 「배터리 용량이 8,000mAh에 …」

초박형 유연 다이아몬드 막이 강하고 반복 가능한 압전 효과를 보이며 전기를 생성할 수 있음이 확인되었다 ¹. 한국 연구진은 경화 후 재활용이 불가능했던 기존 난연 복합재의 한계를 극복한 재활용 가능 난연 복합재를 개발하여 전기차용 소재의 재활용 가능성을 높였다 ².

세라믹 기반 전고체 배터리는 덴드라이트 형성을 억제하여 수천 번의 사이클을 견딜 수 있다 ¹. 이스라엘 스타트업 애디오닉스는 저온 환경에서 스마트폰 배터리 성능이 저하되어 방전이 빨라지거나 기기가 꺼지는 문제를 개선하는 기술을 개발했다 ².

그래핀은 배터리, 촉매, 전자 기기 제작에 유용한 물질이나, 통상 900°C의 고온 생산 공정이 에너지 효율을 제한한다 ¹. 영국은 에너지를 장기간 저장하여 출력을 조절할 수 있는 '슈퍼 배터리' 활용을 개척하고 있다 ².

일본 맥셀이 최대 150도 고온에서 충전과 방전이 가능한 전고체 배터리를 개발했다 ¹. 해당 배터리는 무선 충전 기능을 탑재했으며, 산업 장비와 스마트 계량기, 사물인터넷(IoT) 기기에 쓰이는 1/2AA 규격과 동일한 크기다 ¹. 이노메트리는 원패스 링CT를 기반으로 배터리용 CT검사 기술을 고도화하고 있다 ². 원패스 링CT는 엑스레이 검사부가 셀 주위를 회전하며 내부 영상을 획득하는 링 형태의 CT에 완전 관통형 물류 구조를 결합한 장비다 ².

양자 역학적 현상을 이용해 에너지를 저장하는 양자 배터리는 원칙적으로 기존 배터리보다 더 빠르고 효율적인 충전이 가능합니다 ¹. 한편 광주과학기술원(GIST)은 버려지는 에너지를 회수해 사용하는 에너지 하베스팅 연구를 8번째 차세대 에너지 연구 테마로 시작했습니다 ². 하민정 에너지 하베스팅 연구센터장은 해당 기술이 배터리 저장 기술과 접목될 경우 10년 내에 상용 기술을 선보일 수 있을 것으로 예상합니다 ².

고체 물질 내 이온 확산 방식의 이해는 배터리, 전자 제품, 화학 촉매 기술에 필수적이나 물질의 고체 특성으로 인해 어려움이 있었다 ¹. 한편, 세계김치연구소 연구진은 김치 무 폐기물에 포함된 탄소와 영양 자원을 활용해 생분해성 바이오 플라스틱으로 전환하는 공학적 대장균을 개발했다 ².

IMDEA 재료 연구소가 백금 사용량을 75% 줄이면서도 동일한 성능을 내는 촉매를 개발하여 수소 연료전지의 비용 절감을 전망했다 ¹. 삼성SDI는 GM과 차세대 배터리를 개발하며, 합작사는 지분을 인수한다 ².

서리 대학 연구진은 나트륨 이온 배터리 내부에 물을 남겨두는 방식으로 전력을 거의 두 배로 높이는 방법을 발견했으며, 이는 바닷물을 식수로 바꾸는 가능성을 열어준다 ¹. 리튬 수요가 급증함에 따라, 연구자들은 물 사용량을 줄여 지하 저류층에서 해당 금속을 추출하는 방법을 찾고 있다 ². 전고체 배터리를 위한 연성 고체 전해질 계면에 대한 저자 정정이 이루어졌다 ³. 흑연 내 리튬의 탈삽입 및 삽입 과정에서 발생하는 아발란체 유사 현상과 입자 내 상관관계가 오퍼란도 광학 현미경을 통해 확인되었다 ⁴.