[화요특집] 공기아연.미생물.연료.. "꿈의 전지"가 다가온다

전지개발의 역사는 작은 용기안에 최대한 많은 에너지를 집어넣기 위한 노력으로 요약된다.

특히 인간이 각종 전자기기를 손에 들거나 몸에 부착하고 집밖으로 움직이 기시작하면서 보다 높은 밀도의 전지 개발을 갈망하고 있어 고성능 2차전지 의개발에 이어 급기야는 "꿈의 전지"로 눈길을 돌리게 됐다.

꿈의 전지 대열에 놓을 만한 전지로는 소형화와 고밀도를 실현한 상태에서 의공기아연전지.미생물전지.연료전지.태양전지 등을 들 수 있다.

공기아연전지는 공기중의 산소를 양극 활성물질로 사용하고 아연을 음극 활성물질로 채용하는 것으로 현재 초보적인 제품이 보청기 등 초소형 제품에 채용되고 있으며 보다 고급화될 경우 영구적인 사용도 가능할 것으로 예상된 다. 이 전지는 사용시간이 긴 특성으로 인해 향후 생체에 내장하는 의료기기 에 활용될 전망이다. 그러나 장기간 방전 및 사용개시후 에너지 보전율이 낮다는 단점을 가지고 있어 이의 해결을 위한 산소 선택성 투과막 개발이 당면 과제로 등장하고 있다.

미생물전지는 적조현상의 주범인 조류(조유)에 속하는 미생물이 체내에 축적하고 있는 전자를 전기에너지로 변환시키는 것을 응용한 전지로 환경오염 방지에도 일조할 것으로 기대되는 첨단전지다. 이 전지의 개발을 최초로 시도한 곳은 미항공우주국(NASA)으로 우주공간에서 미생물을 이용하려는 계획 의일환으로 진행됐으나 미생물에서 전자를 빼내 전극에 효율적으로 전달하는미디에이터 운반자 의 안정화 문제로 개발이 지연되고 있는 것으로 알려졌다. 태양전지는 현재 아모포스 실리콘계를 중심으로 손목시계.도로표지판.안내 판등에 채용되고 있기는 하지만 대용량 에너지를 제공하려면 넓은 집광판을 필요하기 때문에 공간 제약이 따르는 단점이 있다. 그러나 원료의 무한성과 무공해 특성으로 미래의 무공해 에너지원으로 각광받고 있으며 설치공간 문제를 해결하기 위한 셀의 단위면적당 에너지 출력효율을 높이는 연구가 활발 히진행되고 있다. 특히 일반 주택의 옥상공간을 활용한 소규모 자가발전 시스템과 우주공간을 활용한 대용량 발전시스템 구축이 모색되는 다양한 각도에서 접근이 시도되고 있다.

연료전지는 소량 발전시스템으로 우주용이나 벽지의 독립전원으로 사용돼왔으나 열병합 발전시스템으로 활용될 만큼 일반화되지는 못했다. 그러나 최 근플루오르계 이온 교환막을 사용한 고체고분자 전해질형과 같은 소형화 개발을 통한 무게.부피의 축소로 이동용 직류 전원으로 채용이 확대되고 있다.

이에따라 전기자동차와 같은 소형 단위전원용 미래 에너지원으로 한자리를 차지할 것으로 예견된다.

이들 전지는 모두 무공해이며 원료도 대부분 거의 무한대라는 점에서 새로운에너지 혁명을 이끌 꿈의 전지로 평가되고 있다.

업계 한 관계자는 "20여년전 만 해도 전지관련 기술과 산업은 하잘것없는존재였으나 코드리스기기의 증대로 그 중요도가 부각되기 시작했으며 이제는자원고갈과 환경보존 문제를 해결할 첨병으로 등장하고 있는 등 인류생존의 필수조건이 되고 있다"고 강조한다. <이은용기자>