[자동차] 공기,물, 알루미늄으로 1600㎞ 씽씽 자동차교통

yh20140612Al_car_590px.jpg » 알루미늄 공기전지로 주행중인 전기자동차. .itmedia.co.jp  

 

알루미늄공기전지로 주행하는 전기차

충전 없이 1600km까지 주행 가능

사용 끝나면 충전 대신 카트리지 교환

 

미국 알코아(Alcoa)와 이스라엘 피너지(Phinergy)가 최근 알루미늄 공기전지로 주행하는 전기자동차를 공개했다. 금속 알루미늄 자체를 전기 통조림으로 이용하기 때문에 충전하지 않고 주행하는 전기자동차다. 알코아는 세계 3위의 알루미늄 제조업체다.
 두 회사가 공동 개발한 알루미늄 공기전지는 주행 가능 거리가 1600km로 매우 길다. 하루에 25km 주행할 경우 2개월 이상 충전없이 사용할 수 있다. 두 회사는 알루미늄 공기전지를 채용할 경우 전기차의 주행거리 및 가격, 라이프사이클 비용이 휘발유차보다 낫다고 주장한다.
 알루미늄 공기전지란 알루미늄이 물과 반응해 수산화알루미늄으로 변화될 때 전류를 발생시켜 작동하는 전지이다. 알루미늄 1kg당 최대 8kWh의 전력량을 얻을 수 있다. 리튬이온 축전지와 가장 다른 점은 충전이 안된다는 점이다. 사용이 끝나면 카트리지를 교환해야 한다.
 

yh20140612Al_carwithbattery.jpg » 차체 뒷부분에 탑재된 알루미늄 공기전지. .itmedia.co.jp

 

사용하기 전까지는 무기한 저장 가능

비상시 대비 전지로도 효용성 좋아

 

 알코아에 따르면 수력발전 등 값싼 전력을 이용해 알루미늄을 제조하고, 전지 패널을 만든다. 이용 후에는 수산화알루미늄을 회수해 그대로 알루미늄 원료로 재이용한다. 이 전지는 전기차 이외에도 병원, 데이터센터 등에서 비상용 전지로 이용할 수 있다. 사용을 하기 전까지는 기한 없이 저장해 놓을 수 있다. 물을 추가하는 것만으로 전력을 생산해낼 수 있기 때문이다. 에너지밀도가 높아 비상시 등 초기에 대응하기 위한 전지로서도 뛰어나다.
 이번 전기차에 탑재한 전지 모듈의 크기 및 중량은 공개되지 않았다. 모듈의 추정 중량은 약 50kg이다. 가로세로  20cm 크기의 알루미늄을 주성분으로 한 패널(전지셀)을 50장 탑재하고 있으며, 모듈 전체의 길이는 100cm 정도이다. 패널 1장당 주행 가능 거리는 약 32km이다. 실제 사용할 경우 ‘주유소’에서는 패널을 교환해주는 형태를 취할 가능성이 있다.
 금속 공기전지 개념 자체는 널리 알려져 있다. 예를 들면 공기 아연전지는 100년의 역사가 있으며, 지금도 버튼전지로 널리 사용된다. 공기 아연전지의 이론용량(중량 에너지 밀도)은 1.3kWh/kg으로, 알루미늄 공기전지가 실용화된다면 이론상 6배의 용량 증가가 예상된다. 리튬 공기전지의 이론용량은 알루미늄 공기전지보다 1.4배 많지만, 아직 차량탑재가 가능한 유닛은 제작되지 않고 있다.
 

yh20140612Al_battery_400px.jpg » 알루미늄 공기전지 모듈의 외관..itmedia.co.jp

 

알코아의 파트너인 피너지는 알루미늄 공기전지와 아연 공기전지의 연구개발을 추진하고 있다. 이 회사에 의하면 알루미늄을 이용한 (공기전지가 아니라) 전지는 알루미늄 금속 부극과 전해질, 정극이 필요하며, 정극이 전지용량의 70%를 차지하고 있다. 알루미늄 공기전지는 정극을 공기와 치환하였기 때문에 경량화가 가능하다. 이것이 금속 공기전지의 이론용량이 높게 되는 일반적인 이유이다. 아연 공기전지와 비교하면 알루미늄 공기전지는 역사가 짧다. 정극(공기극)을 다공질 구조로 하여 표면적을 확보하고, 산소를 환원하는 촉매작용을 부여해야 한다. 그러면 알루미늄을 다 사용하기 이전에 정극의 수명이 다 된다. 이산화탄소 등이 정극에 악영향을 미치기 때문이다. 이 회사는 은을 기반으로 한 새로운 촉매를 개발함으로써 수명을 수천시간으로 연장시키는 데 성공했다. 수명이 길 뿐만 아니라 전기화학적 성능도 좋고, 기계적인 구조에 유연성이 있어 재활용하기 쉽다.
 이번 발표는 두 회사가 지난 2월 협력 방침을 밝힌 지 4개월만에 나온 성과다. 두 회사는 이 알루미늄 공기전지를 제품화할 계획이다. 목표 시기는 2017년.

 

 
출처
http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=247035&cont_cd=GT 
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-06-16      
원문
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1406/12/news080.html
 


곽노필 한겨레신문 선임기자 nopil@hani.co.kr
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