- 극지·심해서도 장기간 안정적 전력원 활용 기대
Ni-63 기반의 베타전지 배열(Array) 실제 모형. 사진제공=대구TP
[대구=일요신문] 김성영기자= 국내 연구진이 극한 환경에서도 장기간 안정적으로 전력을 생산할 수 있는 세계 최고 수준의 ‘베타전지(Betavoltaic battery)‘를 개발하는 데 성공했다.
대구테크노파크(대구TP, 원장 권 업)는 한국원자력연구원(원장 하재주), 한국전자통신연구원(원장 이상훈)과 공동으로 산업부의 산업융합원천기술개발사업 일환으로 진행한 과제에서 극지, 심해, 우주 등에서도 50여년 간 전력 생산이 가능한 베타전지를 국내 최초로 개발했다고 1일 밝혔다.
베타전지는 방사성동위원소의 에너지를 전력으로 변환하는 장치로 태양, 바람 등 외부 동력원 없이 자체적으로 전력을 생산할 수 있는 발전기다. Ni(니켈)-63 베타선원과 반도체가 접합돼 생성되는 전력을 사용하며, 특히 별도 충전이나 교체 없이도 전지 수명이 50여년 이상 유지되는 장점을 지녔다. 또, 단위 질량당 에너지 밀도가 높아 적은 양으로 많은 양의 에너지를 생산해낼 수 있어, 인공심장 등 인체 삽입형 의료기기 분야에 활용할 경우 기존 기기의 수명을 5년에서 20년 이상 늘릴 수 있을 것으로 연구진은 전망했다.
이번 베타전지의 국내 최초 개발은 △대구TP 나노융합실용화센터의 저전력 제어시스템 △한국원자력연구원의 Ni-63 베타선원 생산실증 및 반도체 정밀접합 △한국전자통신연구원의 SiC 기반 고효율 에너지흡수체 등 각 참여 기관별 우수 연구성과 및 협력의 결과물로, 연구진은 현재 시제품 제작을 완료한 데 이어, 출력 전력을 보다 더 향상시키기 위한 추가 기술에 대한 개발에 박차를 가하고 있다.
미국은 정부 지원을 통해 십 수 년 전부터 베타전지 개발을 추진해왔으며, 러시아 또한 국영회사인 로사톰(ROSATOM)을 통해 Ni-63 기반 베타전지를 2년 내 생산할 것이라고 지난 지난 해 밝힌 바 있다.
최병건 한국전자통신연구원 책임연구원은 “베타전지 시스템 기술은 원자력연구원, 전자통신연구원, 대구TP 나노융합실용화센터가 보유한 핵심기술이 융합된 기술로, 원자력 및 ICT 기술이 접목돼 새로운 융합연구 분야를 창출한 우수사례”라고 말했다.
사업을 총괄해 온 대구TP 최정건 나노융합실용화센터장은 “상용화가 완성되면 극한 환경뿐만 아니라 초소형 전원, 특수목적용 저전력원, 재난대응 안전감지센서용 전원 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대한다”며, “1조원 이상의 산업적 파급 효과를 불러 일으킬 것이라 예상되는 연구 성과물의 상용화를 위해 정부의 관심과 실질적인 지원이 필요하다”고 밝혔다.
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