국내 연구진이 세계 최초로 충전없이 수십 년간 안정적인 전력공급이 가능한 '페로브스카이트' 베타전지를 개발했다. 우주탐사, 이식형 의료기기, 군사용 장비 등 장기간 전력이 필요한 분야에서 효과적인 차세대 에너지 기술이 될 전망이다.
대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과 인수일 교수가 이끈 연구팀은 방사성 동위원소 전극과 페로브스카이트 흡수층을 직접 연결한 차세대 베타전지를 개발했다고 25일 밝혔다. 이번에 개발된 기술은 별도의 충전 없이도 장기간 안정적인 전력 공급이 가능하다.
전자기기가 점점 초소형화, 고기능화하면서 작고 오래가는 배터리 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나 현재 널리 쓰이는 리튬 및 니켈 기반 배터리는 수명이 짧고 열·습기에 취약해 극한 환경에서는 한계를 보인다. 이러한 한계를 극복하고자 수년에서 수십 년간 안정적인 전력 공급이 가능한 '베타전지' 기술이 주목받고 있다.
베타전지는 방사성 동위원소의 자연 붕괴 과정에서 방출되는 베타 입자를 이용해 전력을 생산하는 시스템으로, 이론적으로는 수십 년간 유지보수 없이도 작동이 가능하다. 특히 베타 입자는 피부를 통과하지 못해 생체 안전성 면에서도 우수한 장점을 가진다. 그러나 방사성 물질의 취급과 소재 안정성 확보가 어려워 실질적인 연구 성과는 드물었다. 연구팀은 이러한 기술적 난제를 극복해 하이브리드 양자 베타전지를 구현했다.
그 결과, 개발된 베타전지는 초기 베타전자 대비 약 56만배 향상된 전자 생성을 보였으며, 최대 9시간 연속 작동환경에서도 출력 안정성이 유지되는 등 우수한 성능을 입증했다고 연구팀은 강조했다.
DGIST 인수일 교수는 "이번 연구는 베타전지의 실용 가능성을 세계 최초로 입증한 사례로, 극한 환경용 차세대 전력공급 기술의 상용화를 앞당기며 향후 소형화와 기술이전도 추진할 계획"이라고 밝혔다.
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