미래는 왜 전고체 배터리로 충전되나?

글로벌 완성차 산업의 핵심 화두는 '전동화(Electrification)'다. 전기차와 자율주행차로 대변되는 미래 자동차 상용화에 올인하고 있는 것. '테슬라'가 선두에 있지만, 시장 점유율이 높지 않기 때문에 너도나도 시장 선점을 위해 기술력 확보와 생산시설 확충을 위해 '쩐의 전쟁'을 벌이고 있다.

완성차 업계의 전동화를 위한 핵심 키는 '배터리'다. 저렴하고 에너지 밀도가 높은 '배터리 확보'가 전동화의 성패를 좌우한다고 해도 과언이 아니다. 제너럴모터스(GM), 포드와 같은 완성차 업체는 미국에서 SK이노베이션, LG 에너지솔루션과 같은 배터리 제조 업체들과 조인트 회사를 설립하고, 배터리 원활한 공급을 위해 대규모 생산 시설을 구축 중이다.

현재 상용화된 배터리 기술이 완벽한 것은 아니다. 미 자동차 제조사 제너럴모터스(GM)의 쉐보레 볼트 전기차는 잇따라 화재가 발생하면서 구설에 올랐다. 결국 지난해 GM은 LG 측이 납품한 배터리 결함으로 인한 화재라고 결론으로 내리고, 2016년 이후 생산분을 모두 리콜 조치 했다. LG는 최대 19억달러를 배상하기로 했다.

전기차 화재 사고 발생 이유는 양극과 음극 사이에 전류를 흐르게 하는 전해질이 액체이기 때문이다. 이에 전해질을 고체로 바꿔 화재 위험을 낮추고 에너지 밀도를 높일 수 있는 '전고체 배터리'에 개발을 위한 노력이 이어지고 있지만, 이렇다 할 결과물을 내놓지 못하고 있다.

그러나 최근 조지아 공대 한국인 교수팀이 개발한 고무 형태의 소재가 업계의 주목을 받고 있다. 조지아 공대와 한국 카이스트대의 한국인 교수팀이 공동으로 진행한 연구에서 발견한 이 전해질은 한번 충전으로 최대 800km를 주행할 수 있는 전기자동차를 구현할 수 있는 획기적인 '소재'로 평가받는다.

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이 고무 형태의 전해질인 '엘라스토머 고분자 전해질'을 개발한 조지아 공대 이승우 교수와 최근 만나 전고체 배터리 소재 개발의 의미와 전고체 배터리 상용화 가능성, 그리고 배터리 시장의 미래 등에 관해 이야기를 나눴다. 다음은 일문일답.