[이투뉴스] 현재 시판되고 있는 전기차의 가장 큰 단점은 주행거리다. 리튬-이온 이차전지를 탑재한 이들 전기차가 1회 충전으로 달릴 수 있는 거리는 대체로 150km 안팎이다.
한번 주유로 600km가량(정속주행 기준) 주행가능한 가솔린차의 절반에도 못 미치는 수준이다.
이 때문에 전문가들은 전기차가 충전 후 500km 이상 주행할 수 있는 조건을 충족해야 기존 내연기관차를 대체하고 본격적인 시장을 열 것으로 보고 있다.
문제는 기존 리튬-이온전지로는 이같은 목표달성이 쉽지 않다는데 있다. 일본 NEDO에 의하면 리튬-이온전지의 한계 에너지밀도는 kg당 최대 250Wh 수준.
전기차 상용화에 필요한 500km 주행조건을 실현하려면 kg당 700Wh 이상의 전지가 나와야 한다.
22일 SNE리서치에 따르면 이같은 목표를 만족시킬 후보 기술로는 리튬-공기 전지와 아연-공기 전지 등의 금속-공기 전지가 가장 유망한 기대주로 떠오르고 있다.
특히 금속-공기 전지는 자연계에 무한히 존재하는 산소를 활물질로 이용하지만 이론상 다른 이차전지 대비 매우 높은 에너지밀도를 가지면서 친환경적인 특성도 강점이다.
금속-공기 전지 가운데 현재 가장 유망한 후보군으로 꼽히는 전지는 리튬-공기와 아연-공기 전지다.
이중 리튬-공기 전지는 이론 에너지밀도가 휘발유(kg당 1만3000Wh)에 맞먹는 kg당 1만1140Wh에 달해 차세대 고밀도 에너지저장장치로 기대를 모으고 있다.
업계가 2000년대 중반부터 아연-공기 전지보다 리튬-공기 전지에 대한 연구를 벌이는 이유다.
물론 리튬-공기전지 상용화는 극복해야 할 문제들이 산재해 있다는 게 전문가들의 진단이다.
일단 충·방전 시 에너지전환 효율이 기존 리튬-이온보다 크게 낮고, 고(高) 에너지 특성을 감당할 소재가 제한적인데다 장수명을 실현할 방법도 강구해야 하는 상황이다.
지영승 SNE리서치 이사는 "기술적 난제들이 많아 상용화 시기 예측은 쉽지 않다"면서도 "리튬-이온전지·연료전지 기술역량을 기반으로 연구개발하면 상용화도 앞당길 수 있을 전망"이라고 말했다.
한편 현재 리튬-공기 전지 R&D를 진행하고 있는 기업은 IBM, 도요타, 삼성전자 등으로 알려졌다.
일각에선 삼성전자가 혁신적 성능의 차세대 전지를 조만간 IT·모바일기기에 시범 적용할 것이란 관측을 내놓고 있으나 아직 R&D 수준을 벗어나지 못했다는 분석도 나온다.
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