'1.1초만에 완충·70년 수명’ 中 연구팀 ‘슈퍼 배터리’ 개발

알루미늄-그래핀 전지［사진 충칭신보］

1.1초 만에 배터리 완충이 되고, 매일 10차례 충전에도 70년을 쓸 수 있는 반영구적인 배터리가 개발됐다.

25일 중국 인터넷매체 ‘펑파이’(澎湃) 등에 따르면 중국 저장(浙江)대 고분자과학공정학과 가오차오(高超) 교수가 이끄는 연구팀은 최근 120mAh/g 용량의 ‘알루미늄-그래핀(aluminum-graphene)전지’를 개발했다.

나노물질인 그래핀 필름을 양극으로, 알루미늄 금속을 음극으로 이용한 이 전지는 25차례 충전을 해도 여전히 91% 용량을 유지하고, 1.1초 만에 완충해 111mAh/g의 가역 용량을 보유하는 것으로 알려졌다.

또 이 전지는 25만회 충전 실험에도 본래 용량의 91% 수준을 유지할 수 있다고 현지 매체는 전했다. 하루 10차례 충전한다고 가정할 경우 70년 가까이 사용할 수 있는 셈이다.

더불어 영하 40도에서 영상 120도의 조건에서도 작동한 것으로 알려졌다.

연구팀은 해당 전지를 사용해 스마트폰을 5초 충전하면 2시간 통화할 수 있는 용량을 확보할 수 있다며 기존 재충전 전지 성능을 뛰어넘는 수준이라고 말했다.

이 전지의 연구결과는 국제과학학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances) 최신호에 게재됐다.

하지만 연구팀은 상업화에는 상당한 걸림돌이 있을 것으로 내다봤다. 에너지 밀도 측면이나 일정 사이즈에 저장할 수 있는 전력량 측면에서 현재 대중화한 ‘리튬-이온 배터리’와는 경쟁할 수 없다는 뜻이다.

주로 스마트폰에서 널리 쓰이는 리튬-이온 배터리 용량은 보통 2000~3000mAh이다. 반면 이 전지의 용량은 120mAh다. 용량 측면에서 개선할 점이 많은 셈이다.

또한 전지 생산 비용 역시 리튬-이온 배터리 생산 원가보다 훨씬 많아 현재 시점으로 시장성이 떨어지는 점도 문제로 지적됐다.

박광수 기자 park.kwangsoo@joongang.co.kr