전 세계적으로 기후와 환경에 대한 관심이 높아지면서 각 국가와 단체들이 에너지생성 연구에 힘을 기울이고 있다. 현재 바닷물을 활용해서 전기를 저장할 수 있는 해수전지 기술에 연구가 주목받고 있다. 우리나라는 물론 전 세계적으로 차세대 에너지 기술이라고 칭하는 ‘해수전지’에 대해 알아보자

현재 우리가 주로 쓰고 있는 화석 에너지는 석유, 석탄이 주 연료다. 이와 같은 자원은 매장되어 있는 양에 한계가 있다 보니 에너지 고갈 또한 무시할 수 없는 문제로 자리 잡았다. 이러한 문제를 해결하기 위해 태양광, 풍력 에너지에 대한 개발에 힘쓰고 있다. 하지만 날씨에 많은 영향을 받기 때문에 에너지를 저장하는 것 또한 중요한 사항이 되면서 전지에 대해 많은 관심을 받고 있다.

스마트폰, 노트북, 자동차 등 일상생활에서 사용하는 전자제품에 필수적으로 사용되는 에너지원인 리튬이온 배터리다. 이 리튬이온 배터리는 폭발 및 화재의 위험성이 높고, 한정된 자원인 리튬이 고갈되면 더 이상 생산할 수 없다는 큰 단점이 있다. 이러한 단점을 보완해 만들어낸 것이 ‘해수전지’다.

해수전지 배터리는 바닷물에 있는 나트륨이온과 물을 이용해 전기에너지를 저장하고 발생하는 장치다. 바닷물에 소금이 이온 형태로 녹아있는데, 이중 나트륨이온이 리튬이온처럼 전지의 양극과 음극을 오가면서 전기에너지를 저장하고 발생한다. 2014년 울산과학기술원의 김영식 교수팀이 세계 최초로 개발에 성공했다.

해수전지는 기존에 있던 리튬형 배터리보다 긴 수명을 갖고 있다. 또한, 폭발과 화재로부터 안전하다는 장점이 있다. 일반적인 전지 배터리는 에너지 밀도가 높아 전압이 높으면 안전성에 문제가 발생하게 되는데, 해수전지는 열 제어가 자체적으로 가능하기 때문에 폭발이나 화재에 대한 위험성이 적다. 특히, 지구의 70% 차지하는 무한한 해수를 사용하는 친환경 에너지라는 점에서 큰 주목을 받고 있다.

또한, 리튬형 배터리는 소재 값이 50% 이상을 차지하기 때문에 전기 자동차 등 사용되는 대용량 배터리를 만드려면 큰 비용이 든다. 최근에 리튬 이온 배터리의 주원료인 리튬원자재, 코발트 가격이 3배 이상 폭등해 가격 부담이 심해지고 있다. 그러나 해수전지는 생산비용이 50% 이상 저렴하기 때문에 에너지 생산에 따른 비용이 큰 폭으로 줄여줄 것으로 보인다. 이때문에 해수전지에 대한 기대감이 높아지고 있다.

이렇게 무궁무진한 잠재력을 가진 해수전지는 아직 해결해야 할 문제가 남아있다. 현재까지 개발된 해수 전지는 아직 전기의 출력이 낮아 높이는 기술이 필요한 상황이다. 이에 동서발전과 한국전력공사는 2017년부터 3년간 50억 원을 투자해 해수 전지 상용화 프로젝트를 진행 중이다. 이 프로젝트를 통해 스마트폰 전지 용량의 해수 전지를 개발할 예정이다. 이를 사용하면 출력이 높아져 상용화가 가능한 수준의 해수 전지팩 제조가 가능해지 것으로 보고 있다.