극지, 심해, 우주에서도 끄떡 없는 배터리 나왔다

[서울신문]　극지나 우주탐사에서 가장 중요한 것은 각종 기계나 전자기기를 구동시키기 위한 전력 확보다. 기존의 배터리들은 극단적으로 높고 낮은 온도에서는 작동이 되지 않거나 방전이 빨리 돼 사용이 불가능하다.

　한국원자력연구원은 대구테크노파크 나노융합 실용화센터, 한국전자통신연구원(ETRI)과 함께 극지와 심해, 우주에서도 안정적으로 장기간 전력생산이 가능한 ‘베타전지’를 국내 최초로 개발에 성공했다고 1일 밝혔다.

　베타전지는 방사성동위원소가 붕괴하면서 발생하는 에너지를 전력으로 전환시키는 장치다. 태양이나 바람, 연료 같이 외부동력원이 필요없이 자체적으로 전력을 만들어내기 때문에 초고온이나 극저온 같은 극한 환경에서 전력 생산에 문제가 없다는 장점이 있다.

　연구팀은 반감기가 100.1년인 ‘니켈-63’(Ni-63)이라는 동위원소가 방출하는 전자를 반도체에 충돌시켜 전력을 생산하는 베타전지를 만들었다. 별도의 충전이나 교체 없이 50년 이상 전지를 사용할 수 있는 수준이다.

　이번에 개발한 베타전지 시제품은 147nW(나노와트)의 출력을 갖고 있으며 올 연말까지 1000nW 출력을 낼 수 있는 전지를 개발할 예정이다. 현재 세계 최고 수준으로 평가받고 있는 미국에서 개발한 베타전지 출력은 500nW 수준이다.

　이번에 개발된 베타전지는 단위질량당 에너지 밀도가 높아 인공심장 같은 인체 삽입형 의료기기의 전원으로 활용할 경우 기존 기기의 수명을 5년에서 20년 이상으로 늘릴 수 있을 것으로 예상했다.

　손광재 원자력연구원 동위원소연구부 박사는 “방사성동위원소는 의료나 산업응용 분에서 주로 활용됐지만 이번 연구를 통해 활용분야를 첨단 에너지원으로 확대했다”며 “상용화가 될 경우 초소형 전원, 특수목적용 저전력원 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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