jjcjug출처: 문화일보
링크: 충전 없이 50년 작동…전기연, ‘베타전지’ 국내 첫 실증
요약
한국전기연구원이 약 50년 이상 충전하거나 교체하지 않고 전력을 공급할 수 있는 탄화규소 반도체를 기반 베타전지를 만들었다. 전기연구원은 탄화규소를 기반으로 만들어진 베타전지가 실제 전력 생산과 저전력 발광다이오드 구동을 확인했다고 밝혔다. 베타전지는 방사성 물질이 붕괴할 때 방출하는 전자인 베타선을 반도체가 흡수해 전기로 바꾸는 전원장치이다. 베타전지는 태양전지와 원리는 비슷하지만 햇빛을 주 에너지원으로 사용하는 태양전지와 달리 베타전지는 방사성 동위원소를 에너지원으로 사용한다. 이렇게 방사성 동위원소를 사용함으로써 열약한 환경에서도 장기간 전력을 공급할 수 있다는 장점이 있다. 또한 방사성 물질을 반도체 표면에 얇고 균일하게 도포하는 방식을 적용하면 출력전력 밀도를 제곱센티미터 당 0.85밀리와트, 단위 셀 발생 전력을 20마이크로와트 이상 높일 수 있다는 분석도 나왔다.
그렇게 때문에 이 베타전지는 우주, 심해, 지하 국방 감시시설 등 사람이 접근하기 어려운 곳이나 전력 소비가 적고, 교체가 어려운 곳에서 활용될 것으로 보인다. 연구팀은 이러한 베타전지를 만들기 위해서 기존의 실리콘 반도테보다 열 방사선에 강한 탄소 규소를 핵심소재로 적용했다. 또한 방사선의 전기 변환 효율을 높이기 위해 p-i-n 다이오드 구조를 최적화했으며, 실제 베타선 원료인 니켈을 활용해 전용 측정설비를 구축했다. 연구팀이 반도체와 니켈을 결합한 결과 기존 국내의 실험 결과보다 약 6만배 이상 향상된 수준이 나왔다고 밝혔다.
연구팀은 이러한 베타전지를 인공지능 예측 모델을 활용해 베타전지의 정확도와 실험을 통해 전지의 내구성과 성능 저하 데이터를 확보했다. 연구팀은 이미 베타전지에 관한 관련 특허 출원을 마쳤으며 앞으로 우주공항과 방위산업, 원전, 방사선 안전감시, 원격 센서 분야 등의 기업들과 기술이전과 공동 제품개발을 추진할 계획이라고 밝혔다. 내 생각: 앞으로 우주 산업에서 이 베타전지를 활용하여 우주선, 인공위성, 우주정거장 더 나아가서 화성 같은 현재 인간이 이주하여 살 수 있을 수도 있는 행성에 임시 기지를 설치하는 데에 많은 기여를 할 것 같다. 또한 이러한 미래의 혁신을 좌우할 수 있는 기술을 우리나라가 최초로 만들었다는 것이 굉장히 놀라웠다.