작년 7월 지식경제부는 미래 유망 산업으로 각광받고 있는 2차전지 분야에서 우리나라를 1위로 키우기 위해 2020년까지 15조원의 연구개발(R&D) 예산을 투입하겠다는 계획을 밝혔다.
우리나라는 2차전지 분야에서는 후발 주자지만, 대기업의 투자 확대와 중소기업의 사업진출로 세계 시장에서 점유율을 점차 늘려가고 있다. 2차전지 선두 기업인 일본의 세계시장 점유율은 한 때 95%에 육박했지만 삼성과 LG가 이 시장에 뛰어들면서 현재 한국의 점유율은 32%로 높아졌다.
이처럼 우리나라가 빠르게 시장을 확보해가고 있지만 모바일 기기 전지 생산 외의 미래 성장동력으로 일컫는 친환경자동차, 로봇 등에 사용되는 2차전지 핵심기술이 아직은 미흡해 정부가 직접 나서 이 분야를 키우겠다고 나선 것이다.
2차 전지는 한 번 쓰고 버리는 1차전지(일반 전지)와 달리 충전해서 반영구적으로 사용하는 전지를 말한다. 자동차 전원으로 이용되던 납축전지, 휴대형 가전제품에 주로 활용되는 니켈카드뮴 전지 등이 대표적인 2차전지로 최근에는 환경 친화적이고, 용량이 큰 리튬 전지가 주목받고 있다.
2차전지는 양극, 음극, 전해질로 구성돼 양극 활물질이 전해액에 의해 음극으로 이동해 충전하는 과정과 음극 활물질이 양극으로 이동하는 방전 과정이 반복되는 것이 원리다. 이는 일반적인 화학전지의 원리로 이 원리를 발견한 사람이 1745년 2월 18일 이탈리아에서 태어난 물리학자 알렉산드르 볼타이다.
볼타는 오늘날 배터리로 불리는 화학전지를 세계최초로 개발, 각종 전기현상의 연구에 커다란 공헌을 한 인물로 꼽힌다. 이탈리아 북부의 작은 도시 코모에서 태어나 그곳 왕립대학에서 물리학 교수까지 역임한 볼타는 해부학자 L.A. 갈바니가 ‘개구리 실험’을 통해 동물의 체내에 전기발생의 메커니즘이 있다는 연구 결과를 발표하자 이를 검증하는 과정에서 금속간의 접촉 자체에서 전기발생의 원인을 찾아냈다.
이후 그는 지속적인 연구를 통해 구리와 아연을 소금용액 내에서 접촉시킬 때 전류가 흐른다는 사실을 발견하고 볼타전지를 만들었다. 이로써 전기분해현상과 전기의 특성이 하나씩 밝혀졌다. 이것이 오늘의 화학전지의 기원이 됐으며, 화학전지가 없는 IT기기, 자동차는 상상할 수 없는 시대를 열었다. 볼타가 죽은 지 거의 200년이 다 되가고, 초기의 전지에 비해 2차전지는 많은 발전을 거뒀지만 여전히 전압의 단위인 볼트(Volt)에서는 그의 자취를 찾아볼 수 있다.
이수운기자 pero@etnews.co.kr
