충전없이 교체하는 전기차 배터리

충전없이 교체하는 전기차 배터리

국내 기업이 충전소에서 충전하지 않고 바로 교체할 수 있는 전기 자동차용 2차 전지 개발에 성공했다. EMW 에너지(www.emwenergy.com)는 2010.09월까지 안전성 테스트 등 내외부 검증을 완료한 후 2010.10월부터 전기 자동차용 공기 아연 2차 전지를 출시할 계획이라고 2010.08.02일 밝혔다.

금속 공기 전지는 미래 전기 자동차 충전 인프라의 판도를 뒤흔들만한 잠재력이 있다. 금속 공기 배터리는 기존의 리튬 이온 배터리 보다 성능이 3-10배 뛰어나다. 금속 공기 배터리는 아연, 알루미늄, 리튬 등을 공기 중 산소와 결합시켜 전기를 발생시키는 차세대 2차 전지이다. 폭발, 화재 염려가 없고 기존 2차 배터리 보다 에너지 밀도가 훨씬 높다.

전기 자동차 보급의 최대 장애 요소인 100㎞ 남짓 달리는 짧은 주행 거리의 문제점을 단번에 해결할 수 있다. 2010년 초 비싼 백금막을 대체한 공기 아연 전지 개발에 성공한 EMW 에너지는 그동안 전기 자동차용 배터리 개발을 위해 배열 기술 확보에 노력해 왔다. 아연을 종이 수준으로 얇게 편 후 적층하는 방법으로 배터리 파워와 용량을 대폭 늘렸다.

공기 아연 전지는 기존 리튬 이온 전지에 비해 안전성이 높지만 비싼 백금을 써야하는 문제 때문에 군사용 등 제한적으로 사용돼 왔다. 그러나, EMW 에너지는 백금을 대체할 수 있는 복합 물질 개발에 성공하면서 기존 해외 제품보다 3분의 1 이하의 제조 비용으로 만들 수 있는 경쟁력을 확보했다.

EMW 에너지는 자체 테스트 결과, 공기 아연 전지가 기존 리튬 이온 전기차용 배터리(400kg 기준)보다 주행 거리가 두 배 이상 긴 것으로 나타났다고 설명했다. 일반 리튬 이온 배터리는 대기 중 방전하기 때문에 보관이 어렵고 충전하는 등의 까다로운 절차가 필요하지만, 공기 아연 전지는 산소만 차단하면 자연 방전 없이 장기간 보관할 수 있는 장점이 있다.

EMW 에너지는 전기차 업체와 공동 개발을 협의하고 있으며, 기존 에너지 사업자와 협의해 주유소 내에 전기차 배터리 교환소를 설치하는 등 유통망 구축도 추진하고 있다. 핵심 기술 보완을 이유로 위탁 생산 보다는 자체 생산에 무게를 두고 있다. 국내 생산은 EMW가 주로 담당하며, 미국에는 따로 생산 법인을 설립해 양산 체제를 확보할 계획이다.

2010년 3분기 중 미국 생산 법인이 설립될 예정이며, 설비 투자를 위해 미국 연방 정부와 주정부에 그린 에너지 관련 자금 지원을 신청할 방침이다. EMW 에너지 류병훈 사장은 “비싼 백금 사용에 대한 문제가 해결되면서 공기 아연 2차 전지 상용화 가능성이 열리게 됐다”면서 “처음에는 회의적으로 보던 전기차 업체들도 점차 긍정적인 시각으로 돌아서고 있다”고 말했다.

한편 EMW 에너지는 세계 두번째로 공기 아연 1차 전지를 개발, 미군 납품을 앞둔데 이어 공기 아연 2차 전지 개발에도 성공한 바 있다. 2차 전지는 1차 전지의 소재인 아연과 배터리 막 성분 구성을 달리해 산화 아연이 성공적으로 환원되면서 구현됐다. 금속 공기 배터리는 2009년 10월 월스트리트 저널이 세상을 바꿀 5가지 에너지원으로 꼽았고, 한국 전기 연구원도 ‘미래를 바꿀 10대 유망 전기 기술’로 선정한 바 있다.

화성시의 배터리 벤처업체 미트(www.mee-t.com) 역시 아연 공기 배터리의 시제품을 완성하고, 한국과 미국 국방부에 납품한데 이어 2010년 민수 시장을 겨냥한 연구 개발에 매진하고 있다. 회사 측은 우선 전기 버스나 노상 전차와 같은 공공 교통 시장을 겨냥한 대형 아연 공기 배터리의 필드 테스트를 진행할 계획이다. (전자신문 이형수 기자, 입력: 2010.08.03)