2025년 금속-공기전지 EV실용화

금속-공기전지의 세계시장 규모는 2012년 3530억 원에서 2025년에는 5360억 원으로 확대될 전망이다. 그 중 금속-공기 2차전지는 2025년경부터 EV 등 자동차용을 중심으로 784억 원 시장이 형성할 것으로 예측됐다. 야노경제연구소는 ‘2012년판 차세대 2차전지의 현상과 전망‘에서 이와 같이 밝혔다

실용화가 다소 지연되고 있는 금속-공기 2차 전지와 달리 금속-공기 1차 전지는 일찍부터 실용화됐다. 대표적으로 음극으로 아연을 사용한 공기-아연전지가 보청기용 전원으로 세계시장에서 활발하게 채용되고 있다. 여기에 2012~2013년에는 새로운 리튬-공기 1차 전지가 상용화될 예정이어서 특수용도에 사용되는 대형 리튬 1차 전지를 대체할 것으로 기대되고 있다.

금속-공기 2차 전지는 실용화까지 시간이 소요될 것으로 보인다. 1960년대부터 일본기업을 중심으로 연구개발이 추진돼 EV 탑재용 대형 샘플이 제작되기도 했으나 충방전을 반복하면 아연 음극에 Dendrite(수지상정) 아연이 석출돼 전지기능을 방해하는 치명적인 결함이 발견됐다.

해결책으로 방전 후에 새로운 아연극을 공급해 기계적으로 충전하는 ‘Mechanical Charge’ 방식이나, 전해액을 순환시켜 아연음극의 수명을 연장시키는 ‘전해액 순환방식’ 등의 대안이 나왔다. 90년대 이후 리튬-공기2차전지(Lithium-Air Battery=LAB)에 대한 연구개발이 활발하게 이루어지면서 현재에 이르고 있다.

최근 주목받는 연구동향은 IBM의 LAB 프로젝트. 이 프로젝트가 순조롭게 진행되면 장기적으로 EV에 대한 채용이 예상된다. IBM은 2009년부터 ‘Battery 500 Project’를 통해 항속거리 500마일(800km)의 패밀리용 EV 탑재를 목표로 LAB 개발을 추진하고 있다. 이 개발이 성공하면 2020년 초 양산제품이 등장해 2025년경 이후에는 EV에 대한 채용이 본격화할 것으로 예상되고 있다.

차세대 2차전지에는 대표적으로 전고체리튬이온전지, 금속-공기전지, 유기 2차전, 레독스플로우전지, 나트륨유황전지 등이 있다.

이 중 금속-공기전지는 음극활물질로 금속리튬을, 양극활물질로는 공기 중의 산소를 사용한 것으로, 이론상의 에너지밀도가 LIB의 15배 이상에 달하는 궁극의 2차전지로 불리고 있다. EV에 탑재하면 주행거리가 가솔린자동차 수준으로 늘어날 가능성이 있어 상용화에 대한 기대감이 높아지고 있다.

 

 

출처: 에너지경제신문 2012.12.10 (월) 오후 4:54