[신재생에너지] 종이로 에너지 저장하는 배터리 개발돼

- 저렴・안전・친환경 삼박자 장점 갖춰

- 리튬-이온 대체 전기 기술로 주목

[녹색경제신문 = 박진아 유럽 주재기자] 최근 글로벌 신재생에너지 업계와 테크 업계에 종이처럼 보이는 얇은 시트에 에너지를 저장할 수 있는 ‚종이 배터리’가 개발돼 주목된다.

싱가포르에서 창업한 친환경 에너지 기술 스타트업 플린트(Flint) 사가 개발한 종이 건전지(paper battery)는 현재 시중에서 널리 사용되는 리튬-이온 건전지를 대체할 친환경 에너지 저장 기술이 될 수 있을 것으로 기대를 받고 있다.

플린트 종이 배터리는 앞서 올 연초인 2025년 1월 7일부터 10일까지 4일 동안 미국 라스베이거스에서 열린 소비자 가전제품 박람회 CES 행사에서 우수 지속가능성 부분 대상을 수상하며 테크 업계와 언론의 집중적 관심을 받은 바 있다.

플린트 사는 이 같은 업계 관심과 상용화 잠재력을 인정받아 미화 200만 달러(우리 돈 약 30억 원)을 최근 싱가포르 정부로부터 시험 제품 생산공장 건설에 필요한 시드 펀딩 지원금으로 차출 받는데 성공했다.

종이의 주재료인 셀룰로오스(cellulose)라는 천연 소재는 자연에 풍부하다. 셀룰로오스는 식물 세포벽을 구성하는 기초 단백질 복합체로 섬유와 사슬 구조를 이루는 조직이다.

생분해 가능하고 무독성 소재인 셀룰로오스로 제조되는 종이 배터리는 기성 리튬-이온 배터리 보다 친환경적이고 지속가능한 대체 건전지다. 셀룰로오스는 다양한 식물에서 채취할 수 있어 지하 광물 채굴과 같은 생태적 파괴나 자연재해를 가하지 않고도 대량 채취 가능하기 때문에 더없이 생태적 지속가능성 면에서 적합한 소재다.

폐기 후에도 환경을 오염시키지 않을 뿐만 아니라 종이 특유의 가볍고 부드럽게 구부러지는 유연한 성질 때문에 스마트폰과 스마트워치의 손목 밴드 등 소비자용 소형 전자제품에서부터 전기차(EV)와 전기 비행기 같은 대형 기계에 이르기까지 제품 디자인 혁신에 폭넓게 기여할 수 있다.

현재 플린트 사의 기술 수준에서 종이 배터리는 작은 동전 크기의 원형 종이 배터리 제조가 가능하나, 용도에 따라서 그보다 규모가 큰 EV 전기차 도어, 제트 비행기 날개 장착용 배터리 제조도 가능하다.

셀룰로오스 재료의 특성상, 종이 배터리는 안정선 면에서도 우수하다. 고도의 압력을 받을 경우 발화 가능성이 있지만 리튬-이온 배터리와 달리 자체 착화하지 않기 때문에 폭발 위험성이 없다. 또, 리륨-이온 배터리와 달리 종이 배터리는 구멍을 내거나 구부리거나 내던지는 등 외부적 타격과 손상에도 동일한 성능을 발휘한다는 장점이 있다.

또, 종이 건전지는 위생을 이유로 한 번 사용 후 폐기돼야 하는 1회용 특수 의료용 기기에 장착・응용될 경우, 의료보건 장비 분야에서 값비싸고 유한한 천연자원의 고갈과 전자 폐기물 배출에 따른 환경 오염 및 파괴를 대폭 감축시키는데 기여할 수 있다. 통상 종이 배터리는 쓰레기로 배출된 후 6 주면 생분해돼 소실된다.

무엇보다도 종이 배터리 기술의 가장 매력적인 잠재력은 가격 효율성이다.

업체가 주장하는 바에 따르면, 플린트 종이 배터리 재충전 가격은 킬로와트 시간 당 50달러 미만의 비용이 든다. 충전 시 킬로와트 시간당 평균 115달러가 소요되는 기성 리튬-이온 배터리에 비해 2배 이상 현저히 저렴한 가격으로 에너지를 저장할 수 있는 혁신적 에너지 저장 인프라 해법이 될 수 있음을 뜻한다.

현재 전 세계적으로 종이 배터리 기술을 개발하는 기업들로는 플린트 외에도 BeFC(프랑스), EnerG2(미국), 빙엄턴 대학(미국), Empa(스위스) 등이 있으며, 이들은 친환경・지속가능성 외에도 저렴한 비용으로 우수한 성능의 재활용 가능한 상용화 가능한 종이 전지 상용화에 주력하고 있다.

박진아 유럽 주재기자 gogreen@greened.kr

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