[세계첨단기술과 북한의 IT] 50년 작동하는 배터리 출시

김흥광-NK지식인연대 대표 xallsl@rfa.org
2024.02.23
[세계첨단기술과 북한의 IT] 50년 작동하는 배터리 출시 차량용 배터리 모습.
/연합뉴스

청취자 여러분 안녕하세요? 김흥광입니다.
2024년 새해들어 미국의 라스베이거스에서 개최된 세계 최대규모의 ICT융합전시회에서 사상초유의 인공지능폰, 인공지능가전, 인공지능 설비와 제품들이 봇물처럼 터져나와  지구촌을 들썩였는데 연이어 새로운 첨단과학기술성과들이 발표되고 있어 기대가 만개합니다.

 

 가운데서 오늘 시간에 전해드릴 충격적인 뉴스는 바로 한번 충전하여 50년을 작동하는 반영구 배터리 출시 소식입니다.  기적을 만들어  주인공은 ‘베타볼트 뉴에너지 테크놀로지’라는 첨단기술 모험투자 기업이구요.  반영구 배터리의 명칭은 “BV 100“입니다. 일명 원자력 배터리라고도 부르는  배터리는 니켈-63(Ni-63)방사성 동위원소와 4세대 다이아몬드 반도체 기술이 결합돼 개발된 전혀 새로운 원리의 배터리입니다.

 

지난달 20일  미국의 과학매체 ”뉴아틀라스가“ 보도한 내용에 토대하여 세계의  원자력 배터리의 원리와 연구성과   배터리가 가져다  어마어마한 산업과 세상의 변화에 대하여 전해드리겠습니다.

 

결론부터 말씀드리면 한번 충전하면 50년 이상 작동하는 가히 혁명적인 배터리가 나온 것은 원자력 기술과 반도체 기술이 융합된 결과입니다. 그런데 사실 따지고 보면  기술은 결코 새로운 개념은 아닙니다.


생각해 봅시다. 지금부터 50년  발사되었던 인류 역사상 가장  거리까지  미국의 우주탐사선 보이저호는 아직까지도 우주를 탐사하고 있습니다. 보이저 우주탐사선 1호와 2호 각각 1977년 8월 20일 1977년 9월 5일 발사되었습니다. 두대가 선체 중량은 721.9kg이구요 소비 전력은 470w입니다. 보이저 1호는 태양에서  242억 8천만 km 떨어져 있고 보이저 2호는  202억 6천만 km 떨어진 상태입니다. 가늠조차 하기 어려운  우주속을 46년째 날아가고 있습니다.


그렇다면  우주 탐사선들은 무슨 힘으로 그처럼  곳까지 날아가고 있을까요? 50년 전에는 지금처럼  태양전지도 충분히 발달하지 않았을 시기입니다.  답은 바로 원자력 배터리입니다. 보이저는 원자력을 이용한 베터리로 움직이고 있습니다. 즉  1970년 후반에 벌써 원자력을 이용한 배터리가 만들어졌습니다.

 

세상에는 방사선을 방출하는 원소들이 다수 존재하는데요. 얘네들은 자연적으로 조금씩조금씩 붕괴되면서 에너지를 내뿜습니다. 에너지를 뿜으면 열이 나잖아요.  열을 이용하면 전기를 발생시킬  있습니다. 방사선 동위원소가 붕괴될  나오는 열을 전기로 바꿔주는 열전소자를 이용하면 전기가 만들어지거든요. 근데 이게 신기한  온도라든가 압력 같은 외부 환경에 영향을 받지 않습니다. 따라서 충전이라든가 교체가 필요 없는 거죠.


결국 방사성 동위원소들이 모두 붕괴될 때까지 배터리를 사용한다면 굉장히 오랜 시간 사용이 가능한다는 것입니다. 이번에 출시된 세계의  상용 원자력 배터리는 베타볼틱  베타 방사선을 이용한 전지입니다. 반영구 배터리에는 들어간 니켈 63방사선 동위원소는 반감기가 100년 정도이며 다이아몬드 반도체에 끼워서 만들었다고 합니다.


다이아몬드 반도체에 대한 연구는 2020년 경에 미국의 학술잡지에서 처음으로 발표되었습니다. 미국의 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구진은 수백 나노미터(nm·10억분의 1미터) 크기의 ‘다이아몬드 바늘’에 변형을 가함으로써 전기전도도를 조절할  있음을 양자계산·기계학습 등을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인했다고 합니다. 이것은 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표된 내용이기도 합니다. 

 

다이아몬드는 원래 전기를 통과시키지 않는 부도체인데 아주 가는 바늘모양으로 만들어 가지고요 10%이상으로 모양을 변형시켰더니 전기를 흘리는 도체가 되었다는 것입니다.

이러한 첨단기술들에 기반하여 나온 반영구배터리는 현재는 100마이크로와트와 3볼트의 전압을 내는 것으로서 능력이 매우 미약합니다.  대부분 사람들은 뭐야 이런 정도 배터리를 어디에다 쓰겠는가라고 생각을 하실 겁니다. 물론 이거 하나로는 쓰기 어렵겠죠. 그런데 발표된 바에 따르면 전지의 사이즈가 동전보다 작은데 수백  이상 모듈로 만들어서 사용할  있습니다.


연구진의 목표는 내년에 현재보다 무려 1만배 정도 높은 1와트짜리 배터리를 출시할 계획이입니다. 영하 120도에서도 항상 작동하고 에너지 밀도가 리튬 배터리의 10배 정도에 달한다고 하니까  원자력 배터리가 시장에 나올 날이 손꼽아 기다려집니다.

지금까지 서울에서 김흥광이었습니다.

 

에디터 이진서 웹담당 이경하

 

 

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