70% 충전까지 단 2분…‘초고속 배터리’ 개발

70% 용량 충전까지 단 2분이면 충분한 초고속 배터리가 개발돼 화제를 모으고 있다.

미국 과학기술전문매체 사이언스데일리는 싱가포르 난양기술대학 연구진이 2분 만에 70% 충전이 가능한 초고속 차세대 배터리 개발에 성공했다고 13일(현지시간) 보도했다.

현재 충전지의 대표적인 형태인 리튬 이온 전지(Lithium-ion battery)는 충전 및 재사용이 불가능한 일차 전지와 달리 에너지 밀도가 10배 높고 미사용 시 자연방전이 일어나는 경우가 적어 스마트폰 등 휴대 전자기기 배터리로 많이 활용되고 있으며 주 구성성분은 이산화망간과 흑연이다.

반면, 난양기술대학 연구진은 흑연 대신 이산화티타늄(Titanium Dioxide)을 주성분으로 선택했다. 이산화티타늄은 비타르계 색소로 유해 자외선을 흡수하는 성질이 있어 현재 선크림 제조에 많이 사용되고 있다.

연구진은 머리카락보다 1000배 얇은 나노 튜브 속에 이산화티타늄을 삽입시키는 방법을 발견, 이를 응용해 기존 충전지와도 비교할 수 없을 정도로 화학반응속도가 빠른 충전지를 만들어냈다. 2분 만에 70%까지 충전이 가능함은 물론 기존 전지와 달리 티타늄 나노 튜브 전극에는 불필요한 첨가제가 들어가지 않아 같은 크기에 더욱 많은 용량을 넣을 수 있으며 수명도 20년이 넘는다.

특히 이산화티타늄은 일반 토양에서 쉽게 구할 수 있어 생산원가가 무척 저렴하다는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 스마트폰을 비롯한 모바일 기기는 물론 앞으로 활성화 될 가능성이 높은 전기 자동차 시장에서 이 차세대 배터리가 차지할 비중 역시 매우 높을 것으로 예상된다. 해당 배터리로 전기 자동차 1대를 완전 충전하는데 필요한 시간은 불과 5분이다.

난양기술대학 연구진에 따르면, 해당 배터리의 정식 시장 출시 예상 시점은 2년 후다. 이 연구결과는 재료공학분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)에 발표됐다.

조우상 기자 wscho@seoul.co.kr