리튬 배터리 화재 초기 진화용 친환경 소화용품이 국내에서 개발돼 본격 시판된다. 최근 전국적으로 전기차 화재 등이 잇따르면서 관심이 쏠린다. 7일 관련 업계에 따르면 소방 방재용품 판매업체 태량이 출시한 리튬 배터리 초기 진화용 소화용품은 전기차량 화재의 신속한 소화·진압을 목적으로 개발됐다. 이 제품의 ‘리퀴드 원 소화액은’ 친환결 나노, 세라믹 등 유무기 화학 혼합물로 열을 감소시키는 데 효과적이다. 따라서 2차 화재 확산을 방지하고 활성산소 연쇄반응도 억제한다. 또 연소가스를 중화함으로써 유독가스로 인한 피해를 줄인다는 장점이 있다. 이는 시야 확보에 도움을 줘 신속한 대응이 가능하다는 게 태량 측의 설명이다. 전기차량 등의 화재 발생시 차량을 덮는 방식으로 산소를 차단해 화재를 진압하는 소화포 또한 유리섬유 종류로 만든 일반소화포와 달리, 난연코팅제를 사용했다. 이는 유해가스 방출을 억제하고 화재 확산을 방지할 수 있다. 최근 인천과 충남 금산에서 전기차 화재가 발생하면서 시민들의 불안감도 고조되고 있다. 리튬이온 배터리는 불이 나면 열 폭주로 진압이 어렵고, 유독 가스를 대량 방출해서다. 이에 따라 대구·경북 일부 지자체에서는 ‘리튬 배터리 초기 진화용 소화용품’ 구매 등을 검토하는 것으로 알려졌다. 이정인 태량 총괄본부장은 “매년 전기차 보급 확대와 전기차 화재가 대폭 늘어나고 있지만, 리튬 배터리 화재에 대한 규정이 별도로 마련돼 있지 않다”라면서 “리튬 배터리 초기 진화용 소화용품은 신속한 화재 예방에 적합하다”라고 설명했다.

충전시설 모두 지하주차장에 설치질식소화덮개·이동식수조 등 없어전기차 화재, 분말소화기 무용지물“충전시설 지하서 지상으로 옮겨야” “불나면 끄기도 어렵다는데 충전시설 근처에는 소화기 하나 달랑 있던데요.” 5일 서울의 한 아파트 단지 지하주차장의 전기차 충전시설 앞에서 만난 김모(40)씨는 “인천 화재 이후에는 전기차를 충전할 때마다 혹시나 불이 날까 봐 불안하다”며 이렇게 말했다. 이날 서울신문이 서울 시내 아파트 단지 9곳을 둘러본 결과 전기차 충전시설 주변에 배치된 소방장비는 분말소화기가 대부분이었다. 단 1곳의 아파트 단지에만 전기화재 전용 소화기가 갖춰져 있었다. 전기차 충전시설에 대한 별도 안전기준이나 소방장비 구비 규정이 없어서다. 소방당국이 전기차 화재 시 사용하는 질식소화덮개나 이동식수조, 방사장치 등을 갖추고 있는 곳은 없었다. 한 아파트 관계자는 “임시방편으로 전기화재 겸용 소화기를 구매해 뒀지만 충분하다고 말할 수는 없을 것 같다”고 전했다. ‘환경친화적 자동차의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률 시행령’은 100가구 이상 신축 공동주택은 주차 대수의 5% 이상, 2022년 1월 28일 이전 건축허가를 받은 아파트는 2% 이상 범위로 전기차를 포함한 친환경 자동차 전용 주차구역을 설치하도록 하고 있다. 하지만 전기차 충전시설에 전용 소화기 등 화재나 안전 관련 장비를 갖춰야 한다는 기준은 없다. 행정안전부는 경기 화성 아리셀 화재 참사로 리튬배터리 등 전기차에 대한 안전성 논란이 제기되자 환경부, 국토교통부 등 9개 관계기관과 태스크포스(TF)팀을 만들고 대책 마련에 나섰다. 환경부 관계자는 “전기차 화재의 위험성이 지속적으로 제기되고 있는 만큼 조속한 시일 내에 관련법이나 지침 개정 등을 통해 대책을 내놓을 예정”이라고 말했다.환경부와 한국자동차모빌리티산업협회(KAMA)에 따르면 국내 전기차 등록 대수는 2017년 집계를 시작한 후 매년 급속도로 증가하고 있다. 2017년 2만 5108대였던 전기차 등록 대수는 올해 상반기 기준 60만 6610대로 집계됐다. 전국의 전기차 충전기 대수도 올해 36만대를 돌파했다. 관련 화재도 덩달아 증가하고 있다. 소방청에 따르면 2020년 11건이었던 전기차 화재는 2021년 24건, 2022년 44건, 2023년 72건으로 증가했다. 올해의 경우 5월까지만 해도 27건의 화재가 발생했다. 국립소방연구원의 ‘전기자동차 화재 대응 가이드’를 보면 전기차 리튬이온배터리는 한 개의 배터리에서 열폭주가 시작되면 다른 배터리로 전이되는 특성을 지닌다. 일반적인 분말소화기로는 눈에 보이는 불만 일시적으로 꺼지고 배터리 내부 온도가 떨어지지 않아 다시 불이 붙는다. 특히 지하에서 불이 나면 화재 진압이 어려워 피해가 더 커진다. 지난 1일 인천 한 아파트 지하주차장에서 발생한 전기차 화재도 8시간 20분간 불길을 잡지 못했다. 결국 주변 차량 140여대를 태운 후에야 꺼졌다. 열폭주를 동반한 터라 당시 지하주차장 내부 온도는 1500도까지 치솟았다. 이날 둘러본 아파트 단지 9곳 중 전기차 충전시설이 지상에 배치된 아파트는 단 한 곳도 없었다. 9곳 중 2곳은 지상에도 주차장이 있었지만, 충전시설은 모두 지하주차장에 있었다. 전기차 충전시설은 지상이나 지하 등 위치 제한 규정이 없다. 공공시설은 지상주차장에 충전시설이 설치된 경우도 있지만, 아파트 단지의 경우 대부분 지하주차장에 설치돼 있다. 아파트 입주민 이모(47)씨는 “우리 아파트도 불이 난 인천 아파트처럼 전기차 충전시설이 지하 2층에 있는데 폭발하면 똑같이 되는 것 아니냐”고 말했다. 채진 목원대 소방안전학부 교수는 “전기차 충전시설 설치 규정을 마련해 우선 지하의 충전시설을 지상으로 옮길 필요가 있다”며 “전용 소화기를 비치하는 등 소방 관련 기준도 조속히 마련해야 한다”고 지적했다. 문학훈 오산대 미래전기자동차학과 교수는 “배터리 내부 온도가 일정 수준 이상으로 올라가면 소화액이 자동 분사되도록 하거나 화재가 일어나더라도 외부로 옮겨붙지 않도록 방염 처리를 하는 등 제조 단계에서의 조치가 필요하다”고 말했다.

“전기차 불나면 터진다는데 경비원이 어떻게 끄라는 겁니까. 속수무책이죠.” 5일 서울 한 아파트 단지에서 만난 한 관리사무소 관계자는 “임시방편으로 전기화재 겸용 소화기를 구매해뒀지만, 충분하다고 말할 수는 없을 것 같다”며 이렇게 호소했다. 이날 서울신문이 서울 시내 아파트 단지 9곳을 둘러본 결과, 전기차 충전시설 주변에 배치된 소방장비는 분말소화기가 대부분이었다. 단 1곳의 아파트 단지에만 전기화재 전용 소화기가 갖춰져 있었다. 소방당국이 전기차 화재진압 시 사용하는 질식소화덮개나 이동식수조, 방사장치 등을 갖추고 있는 곳은 없었다. 또 다른 아파트 관계자는 “충전기마다 소화기가 있긴 한데, 전기 화재 전용인지는 모르겠다”고 말했다. ‘환경친화적 자동차의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률 시행령’은 100가구 이상 신축 공동주택은 주차 대수의 5% 이상, 2022년 1월 28일 이전 건축허가를 받은 아파트는 2% 이상 범위로 전기차를 포함한 친환경 자동차 전용 주차구역을 설치하도록 하고 있다. 하지만 전기차 화재에 대비해 전용 소화기를 설치해야 한다거나 전기차 주차시설에 화재나 안전 관련 장비를 갖춰야 한다는 관련 기준은 없다. 채진 목원대 소방안전학부 교수는 “지하주차장에 전기차 주차장, 충전기를 설치해놓고 소방 관련 규정은 전혀 없다”며 “지하주차장에서 불이 나면 고열로 진입조차 하기 힘들다 어마어마한 재앙으로 이어질 수 있다”고 지적했다. 행정안전부는 경기 화성 아리셀 화재 참사로 리튬배터리 등 전기차에 대한 안전성 논란이 제기되자 환경부, 국토부, 산자부 등 9개 관계기관과 태스크포스(TF)팀을 만들고 대책 마련에 나섰다. 하지만 아직 구체적인 결과는 나오지 않은 상태다. 환경부 관계자는 “전기차 화재의 위험성이 지속해 제기되고 있는 만큼 조속한 시일 내 관련법이나 지침 개정 등을 통해 대책을 내놓을 예정”이라고 말했다. 환경부와 한국자동차모빌리티산업협회(KAMA)에 따르면 국내 전기차 등록 대수는 2017년 집계를 시작한 후 매년 급속도로 증가하고 있다. 2017년 2만 5108대였던 전기차 등록 대수는 올해 상반기 기준 60만 6610대로 집계됐다. 전국의 전기차 충전기 대수도 올해 36만대를 돌파했다. 관련 화재도 덩달아 증가하고 있다. 소방청에 따르면 2020년 11건이었던 전기차 화재는 2021년 24건, 2022년 44건, 2023년 72건으로 증가했다. 올해의 경우 5월까지만 해도 27건의 화재가 발생했다. 국립소방연구원의 ‘전기자동차 화재대응 가이드’를 보면 전기차 리튬이온배터리는 한 개의 배터리에서 열폭주가 시작되면 다른 배터리 모두로 전이되는 특성을 지닌다. 일반적인 분말 소화기로는 보이는 불만 일시적으로 꺼질 뿐 배터리 내부 온도가 떨어지지 않으면 다시 발화한다. 이런 전기차 화재의 특성을 고려하면 지하주차장에서 불이 나면 화재 진압이 어려워 피해가 더 커진다. 지난 1일 인천 한 아파트 지하주차장에서 발생한 전기차 화재도 8시간 20분간 불길을 잡지 못했다. 결국 주변 차량 140여대를 태운 후에야 꺼졌다. 나용운 국립소방연구원 팀장은 “전기차 배터리의 열폭주 반응을 멈추기 위해서는 주변 온도를 낮추는 수밖에 없다”며 “사전에 배터리 화재를 진단하고 예방할 수 있도록 배터리 관리 시스템(BMS)을 고도화할 필요가 있다”고 말했다.전기차 충전기도 대부분 지하 주차장에 설치된다. 서울신문이 이날 둘러본 아파트 9곳은 지상 주차장이 있는 2곳을 포함한 모든 단지가 지하 주차장에 전기차 충전기를 배치했다. 전기차 충전기 역시 전용 주차구역과 마찬가지로 위치에 제한을 두지 않는다. 아파트 입주민 이모(47)씨는 “우리 아파트도 인천에 불난 아파트처럼 전기차 충전시설이 지하 2층에 있는데 폭발하면 똑같이 되는 거 아니냐”며 “전기차 충전기 설치를 안 하거나 지상으로 옮기거나 했으면 좋겠다”고 우려했다.

반려견이 물어뜯던 보조배터리가 폭발하는 순간이 포착돼 배터리 관리에 대한 주의가 요구되고 있다. 3일(현지시간) 미국 폭스뉴스 등에 따르면 오클라호마주 털사 소방국은 최근 페이스북 등에 올린 안전 영상을 통해 가정 내 리튬이온전지 관리에 유의하라고 당부했다. 털사 소방국은 지난 5월 지역 내 한 가정에서 발생한 화재 사례를 소개하며 불이 나는 과정이 담긴 홈캠 영상을 공개했다. 영상을 보면 이 집에서 키우던 반려견은 리튬이온전지가 탑재된 보조배터리를 가져오더니 거실에 깔려 있던 매트리스 위에 엎드려 물어뜯기 시작했다.한참 동안 이리저리 배터리를 물어뜯던 개가 갑자기 화들짝 놀라며 배터리를 놓고 자리를 피했는데, 곧바로 불꽃이 크게 튀고 연기가 피어오르기 시작했다. 결국 배터리가 환한 불빛과 함께 폭발했고, 이 폭발로 매트리스에 붙은 불은 순식간에 거실 전체로 번졌다.주변에 있던 또다른 개는 배터리 폭발과 매트리스에 옮겨붙은 불을 지켜보다가 자리를 피했는데, 배터리를 물어뜯던 개는 한참 동안 걱정스러운 표정으로 불이 번지는 것을 지켜보다가 거실에 연기가 가득 찼을 때에서야 몸을 피했다. 다행히 이 가정에서 키우는 개 2마리와 고양이 1마리는 문을 통해 무사히 탈출했고, 불이 더 커지기 전에 소방당국이 출동해 화재를 진압했다. 다만 불이 난 집은 상당한 재산 피해가 났다. 털사 소방국 관계자는 “탈출구가 없었거나 당시 가족들이 잠든 시간이었다면 더 큰 피해가 날 뻔했다”면서 “가정에서 아이들이나 반려동물이 배터리를 만지지 못하도록 보관에 유의하길 바란다”고 당부했다.

지프(Jeep)는 전기 SUV인 ‘어벤저’의 사전계약을 시작했다. 지프 최초 순수 전기차인 어벤저는 아이코닉한 세븐-슬롯 그릴 등 지프 고유의 디자인 DNA를 계승한 콤팩트 SUV다. 54◇ 리튬이온 배터리로 환경부 기준 최대 295㎞를 주행할 수 있다. 가격은 5290만~5640만원이다. 어벤저는 콤팩트 SUV로 동급 대비 가장 넓은 진입각 20도, 브레이크 오버각 20도, 이탈각 32도를 확보하는 등 험로 주행 성능도 최상급이다. 200㎜의 지상고와 615㎜의 시트 높이는 오프로드에 최적화된 주행 포지션을 보장한다. 리튬 이온 배터리 용량은 54◇로 최대 295㎞를 주행할 수 있으며 급속 충전 시 배터리 20~80%까지 약 24분이 소요된다. 어벤저 외관은 지프 고유의 아이코닉한 디자인 요소를 바탕으로 박시한 스타일이 구현됐다. 10.25인치 터치 디스플레이와 유커넥트 원격제어, 어댑티브 크루즈 컨트롤, 차선 중앙 유지 시스템, 파크센스, 파크뷰 등을 기본 탑재했다. 외장 색상은 총 7가지 중 선택할 수 있다. 방실 스텔란티스코리아 대표는 “어벤저는 ‘2023 유럽 올해의 차’ 및 ‘세계 여성 자동차 기자가 뽑은 2023 올해의 차에서 ‘최고의 패밀리 SUV’로 선정되는 등 해외에서 호평을 받았다”고 말했다.

화재사고 51% ‘과충전’… 60%가 주거지“충전 완료 후 반드시 코드 뽑아야”비 온 후 처마 밑 세워둔 전기자전거 합선일반자전거→전기자전거 불법 개조 화재‘침수폰’ 건조하려 바늘로 분해하다 불바닥에 휴대폰 던졌는데 갑자기 폰 폭발 “외부충격·부적절한 보관·개조 금해야”리튬이온 배터리 전용수거함에 폐기를 일상에서 흔히 쓰는 스마트폰, 노트북 등에 탑재된 리튬이온 배터리 화재의 절반 이상이 이미 충전이 완료됐음에도 방치해 전기 에너지가 과다하게 공급되는 ‘과충전’ 상태에서 일어나는 것으로 나타났다. 특히 전동킥보드와 전기자전거 보급이 늘고 이용자가 늘면서 리튬이온 배터리 화재는 4년 만에 4배가량 폭증했고 5년간 4명이 숨지는 등 76명의 사상자가 나왔다. 4년 만에 리튬이온 전지 화재 3.7배↑2019년 49건→2023년 179건 껑충스마트폰·전기 오토바이 화재 증가세 소방청은 21일 최근 5년간(2019~2023년) 발생한 리튬이온 배터리 화재가 총 612건으로, 전동킥보드 등의 사용량 증가에 따라 사고 발생 건수도 증가 추세에 있다고 밝혔다. 2019년 49건에 그쳤던 리튬이온 배터리 화재 건수는 지난해 179건으로 3.7배 늘었다. 전동킥보드와 전기자전거 화재가 다수를 차지한 가운데 2019년 각각 0건이었던 휴대전화 화재 건수도 지난 한 해 12건으로 늘었다. 전기 오토바이 화재도 같은 기간 3건에서 9건으로 3배 증가했다. 전자담배 화재도 5년간 7건이 발생했다. 리튬이온 배터리는 스마트폰 외에도 디지털카메라, 블루투스 헤드셋, 장난감 등에도 많이 사용된다.화재 시 배터리 상태로는 절반 이상인 312건(51%)이 과충전 상태인 것으로 집계됐다. 또 보관하다가 49건의 화재가 발생했고, 수리하던 45건에서 불이 났다. 바닥에 집어 던지는 등 외부 충격으로 인한 화재도 17건이었다. 소방청은 눌리거나 찍히는 등의 외부 충격, 온도가 높은 차량 내부 배터리 장시간 보관, 소파·침대 등에서 충전, 공식 인증을 받지 않은 제품 사용, 물·빗물 유입 등을 화재 원인으로 분석했다. 화재가 가장 많이 발생한 장소는 집이었다. 아파트 등 공동주택과 단독주택을 합쳐 60%(364건)에 달했다. 비교적 편안한 공간에서 쉬면서 충전하던 사이 불이 났다는 얘기다. 거리·공터 117건(19.1%), 건물·수리점 116건(19%), 주차장 15건(2.5%)에서도 화재가 발생했다.과충전·임의로 조작하다 화재 빈번충격 시 에너지 외부 분출→불·가스·폭발 소방청에서 확인된 일부 사고 사례를 살펴보면 불법 개조와 같이 고의로 제품을 훼손하다가 불이 난 경우도 있었지만 대체로 과충전, 부적절한 장소에 보관 등 안전 수칙을 제대로 지키지 않은 부주의에 따른 화재가 많았다. A씨는 전기 자전거 배터리를 오후 2시부터 오후 9시까지 충전시킨 채로 퇴근해버렸는데 과충전으로 배터리가 폭발해 불이 났다. B씨는 비가 온 뒤 처마 밑에 자전거를 세워뒀는데 빗물이 배터리 속으로 유입되면서 전기합선으로 추정되는 화재가 발생했다. C씨는 일반 자전거를 구매한 뒤 전기 자전거로 불법 개조하다 불을 냈고, D씨는 멀티탭을 이용해 충전하다 배터리 팩에서 불이 났다. 또 스마트폰을 집에서 임의로 분해하던 중에 배터리에서 연기가 나거나 바닥에 휴대전화를 집어 던졌는데 갑자기 폭발한 경우도 있었다.침실의 침대 위에 스마트폰을 놓고 충전하다가 화재가 발생하기도 했고 침수된 휴대전화를 건조시키려고 바늘을 이용해 분해하다가 불이 나기도 했다. 전자담배 역시 충전시켜 놓고 방에 들어가 잠든 사이 화재가 발생했다. 소방청 관계자는 “리튬이온 배터리는 작은 면적에 많은 에너지를 갖고 있기 때문에 외부 충격 등 문제가 생기면 에너지가 밖으로 나오면서 내부 물질을 가연성·독성가스로 바꿀 수 있는 열이 생성된다”면서 “이로 인해 연기 등 불이 나거나 독성가스 유출, 심지어 폭발할 위험이 있다”고 주의를 당부했다. 베개 밑·침대·소파 위 충전해선 안돼현관 등 탈출로 막는 곳서 충전 금지불났을 땐 물 사용 금지… 이동 후 신고 소방청은 리튬이온 배터리의 화재 예방을 위해 올바른 이용수칙을 지켜 달라고 당부했다. 먼저 공식 인증된 제품(KC 인증 제품)을 구매하고, 사용 중 냄새나 소리, 변색 등 이상 현상이 감지되면 사용을 중지해야 한다.제품 고장 시에는 직접 수리하기보다는 전문가에게 수리를 의뢰하는 것이 안전하다. 화재 사고의 절반 이상이 과충전으로 발생하는 만큼 충전이 완료되면 전기 전원을 분리하고, 현관에서의 충전은 만일의 사고 발생 시 대피에 어려움을 줄 수 있으므로 삼가야 한다. 또 베개 아래나 침대, 소파 위 등 가연물이 많은 곳에서는 충전을 피하는 게 화재 예방에 도움이 된다. 전기 자전거, 전기차, 전기 스쿠터 등 고용량 배터리를 충전할 때는 휴대용 멀티탭이 아닌 벽면 콘센트에 직접 연결해 충전하고, 밀폐된 장소보다 직사광선이 없는 외부에 하되 유사시에 대비해 내부에서 외부로 나가는 탈출로에서는 충전해서는 안 된다. 보관할 때도 뜨거운 차 안이나 직사광선, 영하 20도 이하 또는 40도 이상의 장소, 어린이 손이 닿는 장소는 피해야 한다.폐기할 때도 일반 쓰레기통이나 재활용 수거함에 넣으면 이동하거나 매립 시 화재가 발생할 수 있으므로 배터리 전용 수거함에 버려야 한다. 소방청은 만약 불이 나더라도 물을 사용해서는 안 된다고 조언했다. 소방청 관계자는 “사용 중 이상 증상이 있으면 즉시 배터리 사용을 중지해야 한다”면서 “배터리 내부 리튬은 순수 리튬금속이 아닌 리튬염 전해질이기 때문에 물로 소화되지 않는다. 가능하다면 가연물이 없는 곳에 배터리를 두고 안전한 장소로 이동한 후 119에 신고해달라”고 말했다.

GIST(광주과학기술원) 신소재공학부 엄광섭 교수팀이 현대자동차 배터리연구팀과 함께 고분자가 코팅된 삼차원 절연 구조체를 음극에 도입해 충방전 내구성을 향상시키는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 음극 소재를 흑연에서 리튬 금속으로 대체한 리튬금속전지는 이론적으로 리튬이온전지보다 10배 높은 음극 용량을 구현할 수 있어 주목받고 있다. 연구팀은 리튬금속 배터리에서 폴리테트라플루오로 에틸렌을 이용해 합리적인 다공성 구조를 설계했으며 간단한 자가-고분자화 반응을 통해 삼차원 구조체 표면에 폴리도파민(Polydopamine)을 코팅해 극성 작용기가 풍부한 삼차원 구조체를 만들었다. 이번에 개발된 삼차원 구조체의 절연 특성이 리튬을 내부에서부터 도금하고, 풍부한 극성 작용기가 리튬 이온의 유량을 균질화해 수지상 결정 성장이 억제되는 효과를 보였다. 연구팀은 개발한 삼차원 고분자 구조체를 리튬금속 음극으로 활용한 결과, 기존의 구리 집전체 기반 리튬금속 음극보다 2배 이상의 에너지 밀도와 2배 정도의 수명을 갖는 리튬금속전지를 만드는 데 성공했다. 엄광섭 교수는 “이번 연구 성과는 기존 리튬금속전지의 고질적인 문제인 충·방전 동안에 일어나는 불균형한 돌기 형성(dendrite)과 그로 인한 부피 팽창 문제를 해결할 수 있는 새로운 대안을 제시했다”면서 “향후 안정성이 보장된 고에너지 리튬금속 전지를 차세대 전기자동차에 이용할 수 있게 된다면 전기자동차의 1회 충전 주행거리를 크게 향상시킬 것으로 기대된다”고 말했다.

탄소섬유는 지름이 10마이크로미터 수준에 불과한 가느다란 섬유이지만, 강성과 인장강도가 높으며 열과 화학물질에 대한 내성이 우수해 항공기나 스포츠카처럼 강도는 높이고 무게는 줄여야 하는 제품에 사용되고 있습니다. 특히 에폭시 등의 수지에 혼합해 탄소섬유 강화 중합체(CFRP)로 만들면 강도가 우수한 제품을 원하는 형태로 만들 수 있어 널리 사용되고 있습니다. 물론 가격이 비싸다는 것이 흠이지만, 가볍고 튼튼한 항공기, 드론, 자동차에 대한 수요가 증가하면서 탄소섬유의 수요는 점차 증가하고 있습니다. 그런데 가볍고 튼튼한 소재를 넘어 탄소섬유에 새로운 기능을 부여하려는 연구가 진행 중입니다. 바로 탄소섬유 배터리입니다. 스웨덴 샬머스 공대 연구팀은 오래전부터 관련 기술을 연구해 왔으며, 2022년에는 상업화를 위해 스핀오프 기업인 시노누스(Sinonus)를 설립하고 제품 개발에 나서고 있습니다. 이미 배터리 전극으로 사용되는 탄소 성분 사이에 전해질과 분리막을 넣는 것이 탄소섬유를 배터리로 바꿀 수 있는 비결입니다. 샬머스 공대 연구팀이 개발한 프로토타입 탄소섬유 배터리는 두 개의 탄소섬유 전극 사이에 역시 얇지만 튼튼한 유리섬유 분리막을 넣고 그 미세한 틈에 전해질을 채워 넣어 만들었습니다. 현재 개발한 탄소섬유 배터리는 기존의 탄소섬유처럼 튼튼하면서도 얇지만, 흔히 사용하는 AAA 건전지 정도의 에너지를 저장할 수 있습니다. (사진)이 탄소섬유 배터리는 기존의 탄소섬유처럼 항공기, 드론, 자동차 부품으로 사용할 수 있으며 방탄복이나 복합장갑 등 전차 및 장갑차 방호 소재로 사용될 수 있습니다. 다른 탄소섬유처럼 가볍고 튼튼할 뿐 아니라 화재 위험성도 낮다는 것이 제조사의 주장입니다. 아마도 상용화의 최대 관건은 가격과 에너지 밀도가 될 것으로 보입니다. 시노누스는 이 프로토타입 배터리의 정확한 에너지 밀도를 공개하지는 않았지만, 2021년에 공개한 프로토타입은 24Wh/kg 정도의 밀도를 지니고 있었습니다. 현재 사용되는 리튬 이온 배터리와 비교해 현저히 낮은 수준입니다. 연구를 통해 에너지 밀도를 더 높일 순 있겠지만, 당분간 리튬 이온 배터리를 따라잡기는 어려울 것으로 보이는 수준입니다. 따라서 탄소섬유 배터리의 일차 목표는 리튬이온 배터리를 대체하는 것이 아니라 새로운 틈새시장을 노리는 것이 될 것으로 보입니다. 예를 들어 드론 부품 중 일부를 대체할 경우 조금이라도 항속 거리를 더 높일 수 있고 전기 자동차의 경우에도 범퍼 등 일부 부품을 대체한다면 주행거리를 약간 늘리면서 안전성도 높일 수 있습니다. 군수용 배터리 및 장갑도 기대되는 응용 분야입니다. 최근 각종 전자 장비의 증가로 인해 병사들이 휴대하는 배터리의 양이 늘어나고 있는데, 방탄복에 이런 탄소섬유 배터리를 통합한다면 폭발과 화재 위험이 있는 물건을 휴대하지 않아도 됩니다. 많은 전자 장비와 센서, 레이다를 사용하고 있는 전차나 장갑차도 마찬가지 이점을 누릴 수 있습니다. 하지만 탄소섬유 자체가 비싼데, 여기에 배터리 기능을 추가하면 구조가 복잡해지면서 제조 단가도 더 높아질 가능성이 높습니다. 결국 합리적인 가격에 대량 생산이 가능하고 에너지 밀도를 충분히 높일 수 있을지가 상업화의 관건이 될 것입니다.

포스코 포항제철소 ‘파이넥스(FINEX)’ 3공장의 용광로에선 용암처럼 시뻘건 쇳물이 콸콸 흘러나왔다. 실시간으로 측정된 쇳물의 온도는 섭씨 1483도. 쇳물이 뿜어내는 열기에 한증막을 방불케 하는 후끈한 공기가 공장 안을 메웠다. 용광로에서 쇳물을 받아 나르는 ‘토페도 카’(Torpedo Car)를 타고 이동한 쇳물은 제강 작업을 거쳐 강철이 된다. 포스코그룹은 이 쇳물을 만드는 과정에 사용되는 석탄을 ‘수소’(H)로 대체하는 데 심혈을 기울이고 있다. ●100% 수소로 환원 ‘하이렉스’ 총력 포스코그룹은 지난 24~25일 기자들을 상대로 새로운 친환경 사업의 비전을 설명했다. 포스코그룹은 2050년까지 탄소 중립을 달성하는 것을 목표로 ‘수소환원제철’ 기술을 개발 중이다. ‘환원’은 철광석(Fe2O3)에서 산소(O2)를 제거하는 과정인데 전통적 제철 공정에선 석탄(C)을 자석처럼 활용해 산소를 떼어 냈다. 탄소와 산소가 결합하며 배출되는 이산화탄소(CO2)가 문제로 지목되면서 석탄을 수소로 대체한다는 게 수소환원제철의 핵심이다. 수소와 산소가 만나면 물(H2O)이 되기 때문에 친환경적이다. 24일 방문한 포항제철소 파이넥스 3공장은 수소를 사용해 환원 작업을 하는 계단 모양의 ‘유동환원로’와 환원된 철광석(DRI)을 녹이는 ‘용융로’, 탄소를 분리하는 장치 등 크게 세 가지 설비로 구분된 모습이었다. 기존 제철 공정에선 환원·용융(녹이기) 등 전 과정이 하나의 ‘고로’에서 이뤄진다. 포스코 관계자는 “파이넥스 공정에선 수소가 25% 투입돼 탄소 배출량이 기존 2만 1000t에서 4000t으로 급감한다”고 설명했다. 포스코그룹이 2030년 상용화를 목표로 하는 ‘하이렉스’(HyREX) 공정에서는 100% 수소만으로 환원을 진행한다. 하이렉스 공정은 환원 방식에서는 파이넥스와 유사하지만 석탄으로 철광석을 녹이는 파이넥스와 달리 ‘전기’를 사용해 용융한다. 포스코는 하이렉스용 ‘전기용융로’(ESF) 시범설비를 지난 1월 완공해 현재까지 15t의 쇳물을 생산했다. 이날 취재진에게 최초 공개된 ESF는 원료 투입구, 전기를 통하게 하는 ‘전극봉’, 쇳물이 나오는 ‘출선구’, 쇳물을 보관하는 ‘래들’ 등으로 구성됐다.●이차전지로 친환경 저변 넓힌다 포스코는 철강이 ‘산업의 쌀’로 불리는 만큼 친환경 공법을 정착시켜 전체 산업의 탄소 중립을 위해 앞장서겠다는 방침이다. 포스코 관계자는 “미국·유럽·일본·중국 등에선 ‘그린 철강’ 지원에 수백조원의 국고를 쏟고 있다”며 정부 지원을 호소했다. 또한 포스코그룹은 전기차 등에 탑재되는 이차전지 소재를 생산하며 친환경 사업의 저변을 넓히고 있다. 이차전지는 리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동하면서 전기를 발생시키는 장치다. 포스코그룹은 여기에 들어가는 ‘양극재’와 ‘음극재’를 생산한다. 25일 전남 광양 율촌산업단지에 위치한 포스코퓨처엠 양극재 1공장에서는 양극재 생산이 한창이었다. 양극재는 기본 재료인 리튬과 니켈, 코발트, 마그네슘 등 ‘전구체’(화학 반응에 참여하는 물질)를 조합해 만든다. 각종 재료들을 뒤섞는 ‘소성’이 완료되면 혼합물은 코팅과 열처리를 거쳐 양극재 완제품이 된다. 이때 반듯하게 ‘49등분’된 새까만 양극재의 온도는 섭씨 700~900도에 달한다. 포스코퓨처엠은 이런 양극재를 연간 총 15만 5000t 생산한다. 전기차 약 170만대 분량이다. 포스코그룹은 2026년까지 총생산량을 39만 5000t으로 끌어올리겠다는 계획이다. 음극재는 포스코퓨처엠 세종·포항 공장에서 제조된다.●원료부터 폐배터리까지 순환 구축 포스코그룹은 양극재의 원료인 리튬도 직접 생산하며 가치사슬(밸류체인)을 형성하고 있다. 양극재 공장 인근에 있는 포스코필바라리튬솔루션에서는 광물 ‘스포듀민’에서 ‘수산화리튬’이 추출되고 있었다. 필바라리튬솔루션 관계자는 “스포듀민을 갈고 구운 뒤 황산과 섞어 주면 황산이 리튬을 끄집어낸다”고 했다. 이후 액체를 섞은 뒤 ‘드립 커피’를 내리듯 리튬 용액을 추출하고 불순물을 제거해 말리면 고체 형태의 리튬만 남는다. 포스코그룹은 특히 이차전지 소재를 생산하는 전 공정에서 ‘친환경’을 실천하는 데 주안점을 뒀다. 태양광 발전 설비를 이용하고 수산화리튬을 만드는 데 사용된 물을 다시 리튬 제조에 재활용하는 식이다. 포스코HY클린메탈에선 폐배터리를 재활용해 원료를 생산해 낸다.

포스코 포항제철소 ‘파이넥스(FINEX)’ 3공장의 용광로에선 용암처럼 시뻘건 쇳물이 콸콸 흘러나왔다. 실시간으로 측정된 쇳물의 온도는 섭씨 1483도. 쇳물이 뿜어내는 열기에 한증막을 방불케 하는 후끈한 공기가 공장 안을 메웠다. 용광로에서 쇳물을 받아 나르는 ‘토페도카’(Torpedo Car)를 타고 이동한 쇳물은 제강 작업을 거쳐 강철이 된다. 포스코그룹은 이 쇳물을 만드는 과정에서 사용되는 석탄을 ‘수소’로 대체하는 데 심혈을 기울이고 있다. ●100% 수소로 환원 ‘하이렉스’ 총력 포스코그룹은 24~25일 기자들을 상대로 새로운 친환경 사업의 비전을 설명했다. 포스코그룹은 2050년까지 탄소중립을 달성하는 것을 목표로 ‘수소환원제철’ 기술을 개발 중이다. ‘환원’은 철광석(Fe2O3)에서 산소(O2)를 제거하는 건데, 전통적 제철 공정에선 석탄(C)을 자석처럼 활용해 산소를 떼어냈다. 탄소와 산소가 결합하며 배출되는 이산화탄소(CO2)가 문제로 지목되면서, 석탄을 ‘수소’(H)로 대체한다는 게 수소환원제철의 핵심이다. 수소와 산소가 만나면 물(H2O)이 되기 때문에 친환경적이다.24일 방문한 포항제철소 파이넥스 3공장은 수소를 사용해 환원 작업을 하는 계단 모양의 ‘유동환원로’와 환원된 철광석(DRI)을 녹이는 ‘용융로’, 탄소를 분리하는 장치 등 크게 세 가지 설비로 구분된 모습이었다. 기존 제철 공정에선 환원·용융(녹이기) 등 전 과정이 하나의 ‘고로’에서 이뤄진다. 포스코 관계자는 “파이넥스 공정에선 수소가 25% 투입돼 탄소 배출량이 기존 2만 1000t에서 4000t으로 급감한다”고 설명했다. 포스코그룹이 2030년 상용화를 목표로 하는 ‘하이렉스’(HyREX) 공정에서는 100% 수소만으로 환원을 진행한다. 하이렉스 공정은 환원 방식은 파이넥스와 유사하지만, 석탄으로 철광석을 녹이는 파이넥스와 달리 ‘전기’를 사용해 용융한다. 포스코는 하이렉스용 ‘전기용융로’(ESF) 시범설비를 지난 1월 완공해, 현재까지 15t의 쇳물을 생산했다. 이날 취재진에게 최초 공개된 ESF는 원료 투입구, 전기를 통하게 하는 ‘전극봉’, 쇳물이 나오는 ‘출선구’, 쇳물을 보관하는 ‘래들’ 등으로 구성됐다. ●이차전지로 친환경 저변 넓힌다 포스코는 철강이 ‘산업의 쌀’로 불리는 만큼 친환경 공법을 정착시켜 전체 산업 탄소중립을 위해 앞장서겠다는 방침이다. 포스코 관계자는 “미국·유럽·일본·중국 등에선 ‘그린철강’ 지원에 수백조의 국고를 쏟고 있다”며 정부 지원을 호소했다. 또한 포스코그룹은 전기차 등에 탑재되는 이차전지 소재를 생산하며 친환경 사업의 저변을 넓히고 있다. 이차전지는 리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동하면서 전기를 발생시키는 장치다. 포스코그룹은 여기에 들어가는 ‘양극재’와 ‘음극재’를 생산한다.25일 전남 광양 율촌산업단지에 위치한 포스코퓨처엠 양극재 1공장에서는 양극재 생산이 한창이었다. 양극재는 기본 재료인 ‘리튬’과 니켈, 코발트, 마그네슘 등 ‘전구체’(화학 반응에 참여하는 물질)를 조합해 만든다. 각종 재료들을 뒤섞는 ‘소성’이 완료되면, 혼합물은 코팅과 열처리를 거쳐 양극재 완제품이 됐다. 이때 반듯하게 ‘49등분’된 새까만 양극재의 온도는 섭씨 700~900도에 달한다. 포스코퓨처엠은 이런 양극재를 연간 총 15만 5000t 생산한다. 전기차 약 170만대 분량이다. 포스코그룹은 2026년까지 총생산량을 39만 5000t으로 끌어올리겠다는 계획이다. 음극재는 포스코퓨처엠 세종·포항 공장에서 제조된다. ●원료부터 폐배터리까지 순환 구축 포스코그룹은 양극재의 원료인 ‘리튬’도 직접 생산하며 가치사슬(Value Chain)을 형성하고 있다. 양극재 공장 인근에 있는 포스코 필바라리튬솔루션에서는 광물 ‘스포듀민’에서 ‘수산화리튬’이 추출되고 있었다. 필바라리튬솔루션 관계자는 “스포듀민을 갈고 구운 뒤 황산과 섞어주면, 황산이 리튬을 끄집어낸다”고 했다. 이후 액체를 섞은 뒤 ‘드립커피’를 내리듯 리튬 용액을 추출하고, 불순물을 제거해 말리면 고체 형태의 리튬만 남는다. 포스코그룹은 특히 이차전지 소재를 생산하는 전 공정에서 ‘친환경’을 실천하는 데 주안점을 뒀다. 태양광 발전 설비를 이용하고, 수산화리튬을 만드는 데 사용된 황산과 물을 다시 리튬 제조에 재활용하는 식이다. 포스코 HY클린메탈에선 폐배터리를 재활용해 원료를 생산해낸다.

지난 24일 이주노동자 18명 등 모두 23명의 목숨을 앗아간 경기도 화성의 리튬 일차전지 제조공장에서 발생한 금속화재는 별도 대응 매뉴얼이나 전용 소화기가 제대로 갖춰지지 않은 상태에서 빚어진 참사였다. 2년 전 리튬 이차전지가 원인이었던 카카오톡 먹통 사태를 경험했건만 인명 피해까지 나는 사고로 이어졌으니 참담할 따름이다. 소방당국이 화재 진화에 애를 먹었던 것은 리튬의 ‘열폭주’ 현상 때문이었다. 리튬전지는 음극과 양극을 차단하는 분리막이 있는데 이 분리막이 외부 충격이나 열 등으로 손상되면 양극과 음극이 접촉하면서 순식간에 1000도 이상의 고열을 내며 폭발한다. 게다가 물에 닿게 되면 가연성 가스가 생기면서 불을 더 키울 수 있어 마른 모래나 팽창 질석 등으로 진화해야 한다. 소방당국이 초기에 쉽게 진화를 하지 못했던 이유다. 리튬배터리에 대한 산업적 수요가 늘면 늘수록 이런 금속화재 또한 빈번해질 가능성이 높다. 2년 전 카카오톡 먹통 사태를 빚은 SK 판교 데이터센터 화재는 이차전지인 리튬이온배터리가 원인이었다. 당시에도 리튬의 열폭주 현상으로 초기 진화에 어려움을 겪었다. 하지만 리튬 소재 자체에 대한 규제와 달리 리튬을 생산하는 과정에는 아직 규제 기준이 없다. 정부는 리튬을 일정량 이상 취급하는 경우 위험물안전관리법으로 규제한다고 한다. 이번 사고처럼 리튬전지를 생산하는 과정에 대해서는 규제 방안을 고민하지 않았다니 정부의 안이함을 지적하지 않을 수 없다. 물로 끌 수 없는 금속화재 등 새로운 유형의 화재에 대비한 정부 차원의 종합적 대책이 시급하다. 정부는 제조업체의 중대재해법 위반 여부에 대한 조사와 피해자 보상책 마련 등의 조치를 마련하겠다고 한다. 하지만 더 급한 일은 제조 과정의 안전관리 기준을 마련하고 전용 소화기 개발에 민관이 머리를 맞대는 작업이다. 리튬 전용 소화기는 세계 어디에도 개발된 것이 없다. 화재 시 긴급대피 등 근로자들에 대한 안전교육을 강화하고 산업 현장의 외국인 노동자 과잉 의존을 개선하는 방안도 고민해야 한다. 국내 산업 현장은 한국어 구사가 원활하지 않은 이주노동자들이 없으면 돌아가지 않을 정도로 이주노동자에 대한 의존도가 높다. 이들에 대한 안전교육을 특히 강화하고 현장 근로에 대한 사회의 부정적 인식을 개선하는 작업도 필요하다.

경기도 화성 전곡해양산업단지의 리튬이온전지 제조업체 아리셀에서 불이 나 사망 등 다수의 인명 피해가 발생했다는 소식이 온 국민의 가슴을 다시 내려앉게 했다. 그동안 대형 사고 때마다 ‘안전한 사회’를 부르짖으며 ‘재발 방지’를 약속했던 것이 모두 공염불이었다는 자괴감을 지울 수 없다. 무엇보다 이번 사고는 화재 위험이 높고 진화도 어려운 리튬이온전지 제조 시설에서 일어났다. 우리 사회가 첨단산업이 안겨 주는 고부가가치에만 눈독을 들이고 있을 뿐 고위험 제조 시설에 마땅히 수반돼야 할 안전관리에는 등을 돌리고 있다는 방증이다. 리튬이온전지를 쓰는 휴대전화가 작은 충격에도 폭발하는 모습은 그동안 각종 뉴스에 수도 없이 비쳐졌다. 전기차의 경우에도 갑작스러운 화재가 잦고, 일단 불이 나면 일반적인 진압 장비로는 좀처럼 불길을 잡기 어렵다는 것은 이제 어린아이도 아는 상식이다. 이번에도 소방당국은 159명의 인력과 67대의 장비를 동원했음에도 진화에 크게 애를 먹었다. 리튬이온전지 화재는 내부 손상에 따른 과열이 원인인 경우가 많다고 한다. 화성 화재는 리튬이온전지 3만 5000개를 쌓아 놓은 건물 2층에서 전지 한 개가 불꽃을 내뿜으며 시작된 것으로 전해졌다. 결국 연쇄 반응이 폭발적으로 일어났으니 위험을 예상치 못했다는 것은 변명이 되지 않는다. 화재 당시 건물 내부에서 일하던 근로자는 67명이었다. 소방당국은 어제 오후 6시 30분 현재 사망 22명, 중상 2명, 경상 6명의 인명 피해가 발생한 것으로 파악했다. 정부는 중앙재난안전대책본부를 가동해 사고 수습에 나섰다. 고용노동부도 중앙산업재해수습본부에서 중대재해처벌법 위반 여부를 가리고 있다. 우리는 언제쯤 ‘사후약방문(死後藥方文) 사회’에서 벗어날 것인지 답답할 뿐이다.

리튬은 물과 닿으면 폭발 가능성해당 공장은 일차전지 제조업체이차전지보다 위험성 덜하지만추가 화재 우려 내부 진입 어려워1989년 럭키화학 16명 사망 넘어화학공장 사고 중 최대 인명 피해 22명이 희생된 경기 화성시 일차전지 제조업체 아리셀 공장 화재 현장에서 24일 화재 진압과 인명 구조에 나선 소방당국은 상당한 어려움을 겪었다. 불이 난 리튬을 통째로 수조에 담가도 불이 꺼지지 않는 리튬의 특성 탓이다. 이에 이번 화재는 역대 화학공장 사고 중 최악의 참사로 남게 됐다. 이날 소방당국 등에 따르면 아리셀 공장의 주력 사업은 리튬 일차전지 제조·판매다. 주로 스마트그리드(지능형 전력망)에 쓰이는 스마트미터기 등을 만든다. 소방당국은 화재가 공장 3동 2층에서 시작된 것으로 추정하고 있다. 화재 당시 3동 2층에만 리튬전지 3만 5000개가 보관돼 있었던 것으로 파악됐다.현대 전자기기와 전기설비 등에 사용되는 배터리는 거의 리튬이온전지, 즉 이차전지다. 전기차는 물론 휴대전화와 노트북, 친환경 에너지저장장치(ESS) 등에 모두 이차전지가 들어간다. 이차전지는 겉보기에는 불이 꺼진 것처럼 보여도 내부에선 수백도의 열이 계속 발생하기 때문에 언제든 다시 불꽃이 일어날 수 있다. 불이 나면 다량의 불산 가스도 내뿜는다. 불산은 피부 조직으로 스며들어 뼈를 녹이고 폐를 파괴한다. 다만 이날 불이 난 아리셀 공장에 보관 중인 배터리는 대부분 일차전지인 것으로 알려졌다. 일차전지는 한번 사용된 뒤 재충전 없이 폐기되는 건전지다. 이차전지인 리튬이온 배터리에 비해서는 위험성이 낮다. 다만 리튬 자체가 공기 및 열과의 반응성이 높다. 일차전지라도 높은 온도에 노출되거나 수증기와 접촉하면 화재나 연쇄 폭발로 이어질 수 있다.실제로 이날 화재 초기 대량의 화염과 연기가 뿜어졌고 폭발도 연달아 발생했다. 이덕환 서강대 화학·과학커뮤니케이션 명예교수는 “리튬에 물이 닿으면 수소가 발생한다. 이 수소가 추가 폭발을 일으킬 수 있다. 또 리튬전지에 쓰는 전해질인 염화사이오닐도 물이 닿으면 폭발한다”면서 “불을 끄려면 흙으로 덮어야 하는데 쉽지 않을 것”이라고 밝혔다. 실제로 소방당국은 이날 화재 진압에 난항을 겪었다. 화재 발생 시간은 오전 10시 31분이지만 주불이 잡힌 건 4시간 30여분 만인 오후 3시 10분쯤이었다. 경기 화성소방서는 화재 원인과 관련해 “배터리 셀 하나에서 폭발적으로 연소가 됐다는 목격자 진술을 확보했다”고 밝혔다. 과거 최악의 화학공장 사고는 1989년 전남 여수 국가산업단지 내 럭키화학 폭발 사고다. 16명의 사망자와 17명의 부상자가 발생했다. 이번 화재로 최소 22명의 사망자가 발생하면서 럭키화학 사고보다 더 참혹한 사고로 남게 됐다. 화학공장 사고는 독성물질이 주변으로 확산하는 2차 피해로 종종 이어진다. 5명이 희생된 2012년 9월 27일 경북 구미시 불산 누출 사고 이후 불산 가스가 주변으로 퍼지면서 인근 주민 1500여명이 병원 치료를 받았다.

리튬전지 화재, 물로 냉각하는 방법 외 뾰족한 수 없어 경기 화성시의 일차전지 제조 업체에서 발생한 화재로 다수의 인명피해가 우려되는 가운데, 리튬 배터리 화재의 위험성이 다시 주목받고 있다. 리튬이온 배터리 화재는 보통 열 폭주 현상에 의해 발생한다. 양극, 음극, 분리막, 전해액 등으로 구성된 배터리에서 분리막이 손상되면 양극과 음극이 접촉해 과열되면서 화재가 발생하는 것이다. 이때 배터리 안에서 산소와 가연성 가스가 폭발하듯 터져 나올 수 있어 실제 불이 난 아리셀 공장에서는 화염·연기와 함께 폭발이 연달아 발생하고 있다. 현재 마른 모래 등을 준비하고 있지만 연이은 폭발로 소방대원의 내부 진입이 불가능한 상황인 것으로 알려졌다. 불길의 워낙 거센데다, 리튬전지에 난 불은 일반 화재와 달리 물로는 진화가 안 돼 불이 붙은 배터리가 완전 연소 되기만을 기다리는 상황이다. 소방 쪽은 진화인력과 장비의 현장 진입 자체가 어려워 방화선만 구축한 채 주변 공장으로 불이 번지지 않도록 하는 데 역점을 두고 있다. 현재까지 소재 파악이 안 된 현장 근무 직원은 21명이다.

소비자들이 전기차를 사고 싶지만 주저하는 이유는 겨울철 배터리 효율에 대한 의문과 충전 인프라 부족, 그리고 화재 발생 시 대처가 어렵다는 점이다. 롯데케미칼은 전기차 배터리의 열폭주 현상을 최소 5분에서 10분 이상 견딜 수 있는 고강성 난연 PP(폴리프로필렌) 플라스틱을 개발했다고 20일 밝혔다. 리튬이온 배터리로 움직이는 전기차의 주요 화재 원인은 전기적 충격에 의해 배터리 내부 온도가 단 몇 분 만에 약 1000℃ 이상 증가하는 ‘열폭주 현상’ 때문이다. 그리고 기존 배터리에 적용되던 금속 소재는 연비 개선, 원가 절감 목적으로 플라스틱으로 변경되는 추세다. 그래서 화재 발생을 막고 확산을 늦출 수 있는 소재의 개발이 요구된다. 이에 롯데케미칼은 짧은 유리섬유(SGF·Short Glass Fiber)가 적용된 소재 PP/SGF와 긴 유리섬유(LGF·Long Glass Fiber)로 강성을 보완한 소재 PP/LGF를 개발했다. 기존 제품에서 강성과 난연 특성을 개선한 SGF와 LGF는 기존의 엔지니어링 플라스틱 대비 성형성이 우수하고 성형품의 경량화가 가능한 것이 장점이다. 또 난연 성능을 구현하는 유해 물질인 할로겐이 포함되지 않아 친환경적이다.롯데케미칼은 자체 배터리 열폭주 시험을 통해 1000℃ 이상의 온도에서 성형품 본래의 형태를 유지한 채 PP/SGF는 300초 이상, PP/LGF는 600초 이상 견디는 성질을 확인했다. 즉 전기차 배터리의 패널과 모듈에 이 소재를 활용하면 화재 발생과 확산을 늦출 수 있다. 롯데케미칼은 “이번에 개발된 플라스틱을 배터리용 소재가 화재 발생 시 연소 시간을 지연해 2차 피해를 최소화하고, 화재 진압에 필요한 시간을 확보하는 데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 밝혔다.

정신아 “1015 사태, 뼈아픈 기억”서버 12만대 보관·저장 크기 6EB지진·화재에도 데이터 안정 강화 “우리에게는 잊히지 않는 날이 있습니다. 내부에서 ‘1015 사태’라고 부르는 SK 판교 데이터센터 화재 사건입니다. 트라우마 같은 뼈아픈 기억이지만, 철저히 원인을 분석하고 규명해 그 결과를 이 데이터센터에 반영했습니다.” 정신아(49) 카카오 대표는 지난 11일 경기 안산시 한양대 에리카캠퍼스에 건립된 첫 번째 자체 데이터센터 안산을 언론에 공개하면서 이같이 말했다. ‘1015 사태’는 2022년 10월 카카오가 입주한 데이터센터에 불이 나 카카오톡을 비롯한 이 회사 서비스가 100시간 넘게 먹통이 된 사고를 말한다. 데이터센터는 정보기술(IT) 서비스 회사의 심장인 만큼 사고 재발을 막기 위해 모든 안전 조치를 고민해 데이터센터 안산을 완성했다는 것이다. 데이터센터 안산은 총넓이 4만 7378㎡(약 1만 4331평)다. 17층 아파트 높이 전산동에는 서버 12만대를 보관할 수 있다. 저장 가능 데이터 크기는 6EB(엑사바이트·64억 4250만 기가바이트)다. 지난해 9월 준공됐으며 지난 1월부터 가동됐다.센터의 핵심은 데이터 안정성이다. 24시간 무중단 운영을 위해 전력, 통신, 냉방의 다중화를 적용했다. 자연재해 대응 시스템도 갖췄다. 센터는 리히터 6.5 이상 지진을 견디는 원자력발전소급 내진설계, 초속 28m 강풍에 견딜 수 있는 구조, 홍수에 대비해 주변 지표면보다 1.8m 높게 위치한 바닥 등을 갖췄다. 위치 역시 방조제로부터 18㎞ 떨어져 있어 해일을 피할 수 있는 곳에 자리잡았다. 이날 둘러본 센터 상황실에는 대형 화면에 전기 사용량과 전력 충전 시스템 가동 현황, 냉각기 가동 상태 등이 실시간으로 표시됐다. 화재 진압이 매우 어려운 리튬이온배터리 화재에 대비해 자체 개발한 화재대응시스템을 적용했다. 배터리에서 화재가 발생했을 때 내부 감시 시스템이 이를 자동으로 감지해 화재의 영향이 있는 배터리의 전원을 차단하고, 방염천 등으로 화재 전이를 막는 식이다. 아울러 정 대표는 “연내에는 정말 카카오다운 인공지능(AI) 서비스를 내겠다”고 했다. 그는 애플이 최근 아이폰에 오픈AI의 기술을 활용한 기능을 탑재한다고 발표한 사실을 언급하며 “AI 시대엔 먼저 치고 나가는 곳이 반드시 승리하는 것은 아니다. 언어 모델 (기술 개발) 싸움에서 이제 사용자가 쓸 수 있는 의미 있는 서비스로 경쟁하는 게임이 됐다”고 말했다. 이어 “AI에서 카카오가 잘할 수 있는 건 우리 관계 기관과 이용자들에게 정말 쉬운 서비스를 제공하는 것”이라며 “말로만 하면 공허할 수 있으니 자본시장 등에도 (결과물을) 보여 주겠다. 올해 안에 카카오에 맞는 AI를 활용한 서비스를 내는 걸 목표로 하고 있다”고 말했다.

시진핑 중국 국가주석이 경제계 회의에서 신에너지 분야 과잉 투자를 경고했다. 미국과 유럽연합(EU)이 전기차·배터리·태양광 패널 등 중국의 ‘과잉 생산’ 문제를 지적하며 무역 장벽을 높여 가는 상황에서 나온 발언이어서 주목된다. 29일 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 시 주석은 지난 23일 산둥성 지난에서 열린 경제계 인사 좌담회에서 “신에너지에 대한 과도한 투자가 역효과를 낳을 것”이라며 이같이 경고했다. 그는 중국이 “‘새로운 3대 수출품’(전기차·리튬이온배터리·태양광)에만 집중해서는 안 된다”면서 “기세만 높고 실속이 없거나 우르르 모였다가 우르르 흩어져서는 안 된다”고 지적했다. 이어 지난해 자신이 처음 제시한 키워드인 ‘새로운 질적 생산력’을 거론하며 “(대규모 자본투자가 아닌) 전통산업의 개조(혁신)와 업그레이드를 통해서도 ‘새로운 질적 생산력’을 충분히 발전시킬 수 있다”면서 “회사가 (돈을 너무 많이 써야만 해) 설립된 지 몇 년 안에 망한다면 해당 산업은 지속 가능하지 않을 것”이라고 강조했다. ‘새로운 질적 생산력’이란 전통적 성장 경로에 안주하지 말고 다양한 아이디어로 첨단기술과 높은 효율을 더한 생산력을 뜻한다. 전통 제조업은 인도·베트남에 가격이 밀리고, 첨단 제조업은 한국·일본·대만 등에 기술이 밀리는 ‘넛크래커’ 현상을 중국만의 방식으로 해결하자는 취지다. 시 주석은 과거에도 특정 분야에 투자가 몰려 생겨난 경제적 거품을 종종 경고했다. 중국 지방정부들이 반도체나 신재생에너지 관련 업체에 ‘묻지마 지원’을 남발해 다수 기업이 보조금에 안주하거나 기대치에 못 미치는 성과를 내는 부작용을 경험했기 때문이라고 SCMP는 짚었다. 다만 그의 이번 발언이 서구세계의 압박을 의식해 신에너지 분야 투자를 ‘진짜로’ 줄이라는 지시인지, 아니면 자국 기업의 내실 경영을 촉구하는 원론적 수준의 언급인지 명확하지 않다. 중국 정부의 추가적인 움직임이 나와야 진짜 의도를 가늠할 수 있을 것으로 보인다.

국내 연구진이 오래가고, 안전한 고용량 리튬이온전지 소재를 개발하는 데 성공했다. 성균관대 화학공학과 연구팀은 실리콘 기반 고엔트로피 합금 소재를 이용해 고용량, 장(長)수명 리튬이온전지 음극 소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지 ‘에너지 및 환경과학’에 실렸다. 배터리 소재는 양극재, 음극재, 분리막, 전해질 4가지로 구성된다. 음극재는 충전 과정에서 환원반응으로 리튬을 저장하고 방전 과정에서 산화반응으로 리튬을 방출하는 기능을 한다. 리튬이온전지는 이런 산화환원 반응을 통해 충·방전을 거듭할 수 있는 전지로 스마트폰, 노트북, 전기차 등에 사용된다. 전기차 시장이 확대되면서 핵심인 배터리 기술 경쟁도 치열해지고 있다. 현재 음극재로 쓰이고 있는 흑연은 용량 한계에 이르러, 이론상으로 흑연의 약 11배에 이르는 고용량 실리콘으로 대체하기 위한 연구가 활발하다. 문제는 실리콘 소재는 전기전도도가 낮고, 충·방전을 반복하면 부피가 팽창해 안정성이 떨어진다는 점이다. 이에 연구팀은 다양한 조성의 원소로 이뤄진 실리콘 기반 고엔트로피 합금 소재를 개발해, 한 가지 소재로는 구현하기 힘든 물성을 부여해 실리콘 성능 저하 문제를 해결했다. 연구팀은 고용량 실리콘(Si), 고반응성 인(P), 빠른 전도성을 가진 게르마늄(Ge), 자가 복원력을 가진 액체 금속 갈륨(Ga)의 장점을 도입한 GaGeSiP3라는 소재를 개발했다. GaGeSiP3는 2000회의 충·방전 이후에도 1121㎃h/g의 고용량을 유지하는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 박호석 성균관대 교수는 “이번 연구는 리튬이온전지 에너지밀도를 향상하는데 핵심 소재인 실리콘의 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시했을 뿐만 아니라, 고엔트로피 합금 소재를 반응성이 높은 인(P) 원자에서도 처음으로 구현하였다는 점에서 의의가 있다”고 말했다.

가천대학교 화공생명·배터리공학부 최정현교수 연구팀이 탄소중립형 차세대 건식 극판 기술을 활용해 에너지밀도가 높은 리튬 인산철 배터리 개발에 성공했다. 한양대학교 송태섭 교수 연구팀, 경북대학교 김주현 교수 연구팀이 공동으로 연구했다. 이번 연구결과는 차세대 건식 극판 공정 기술을 도입해, 저렴하고 안정성은 높지만 낮은 에너지 밀도와 높은 이온 및 전하전달 저항의 문제를 갖고 있는 리튬인산철 전지의 단점을 극복했다는데 의미가 있다. 탄소 중립 달성을 위한 적극적인 환경규제와 친환경에너지 사용이 증가하면서 리튬 이온 전지가 에너지 저장 장치로서 각광받고 있으나, 현재 상용화된 배터리 전극의 경우 슬러리 기반의 습식 공정으로 극판을 제조할 때 용매를 건조하고 회수하는 과정에서 상당한 에너지와 비용이 발생한다. 특히, 제조 과정에 사용되는 유기용매는 독성이 매우 강하고 건조할 때 발생하는 이산화탄소가 1kWh당 42kg으로, 배터리 제조 공정에 대한 혁신 요구가 이어지고 있어 전극 제조 과정에서 용매를 사용하지 않는 건식공정이 차세대 전극 공정으로 주목받고 있다. 건식공정은 용매를 사용하지 않기 때문에 극판 제조 공정 중 건조 공정이 필요 없게 되며, 건조와 용매 회수에 투입되던 공정 비용을 크게 절감할 수 있고 용매의 건조 과정에서 모세관 현상에 의해 발생하는 극판 상부로의 바인더 편재 현상을 막을 수 있어 전극의 후막화도 용이한 장점이 있다. 이번 연구는 이러한 장점을 갖고 있는 건식공정을 리튬인산철 양극 제작에 도입해 리튬 이차 전지의 에너지 밀도를 대폭 향상시키는데 성공한 것이다. 이 연구는 논문명 ‘건식 전극 기술로 제조된 고에너지밀도 리튬이온 배터리용 저저항 리튬인산철 후막 전극’으로 재료화학 분야 세계 최고 수준의 학술지인 ‘Small Science (IF: 12.7)’ 5월호에 게재, 표지 논문으로 선정됐다. 최 교수는 “건식 극판 공정 기술은 기존의 이차 전지 제조 공정 전체를 대체할 수 있는 기술로, 이차 전지 시장 전체를 뒤흔들 수 있는 기술이다”라며 “탄소배출이 없고 공정 원가를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 배터리의 에너지밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있어 환경적·기술적 파급력이 매우 클것이다.”고 말했다. 이번 연구 성과는 산업통상자원부가 추진하는 소재부품기술개발사업의 지원을 통해 수행됐다.

조 바이든 행정부가 오는 11월 대통령 선거를 앞두고 중국산 전기차에 부과되는 관세를 100%까지 인상하겠다고 밝혔지만, 중국 전기차의 미국 진출을 막기에는 역부족이라는 관측이 나왔다. CNBC는 15일(이하 현지시간) 보도에서 “중국산 전기차에 대한 관세를 현재 25%에서 100%로 인상하는 것은 단기적인 보호조치이며, 이는 (중국산 전기차의) 미국 진출을 지연시킬 수는 있겠지만 궁극적으로 막을 수는 없을 것”이라고 내다봤다. 이어 “제너럴모터스(GM) 등 미국 자동차 제조업체들은 중국의 저가 전기차와 가격 경쟁을 하는 게 어렵다는 사실을 이미 깨닫고 있다”고 덧붙였다. CNBC에 따르면, 중국 자동차 회사들은 오랫동안 미국에서 자체 브랜드로 자동차 판매를 노려왔지만 큰 성공을 거두지 못했다. 그러나 중국 정부가 판매량 증가를 위해 국내 자동차 제조업체에 상당한 보조금을 지원하면서 최근 중국 자동차의 품질은 눈에 띄게 향상됐다. 뿐만 아니라 미국 정부가 중국산 자동차의 미국 진출을 막기 위해 관세 인상 등 다양한 장벽을 내세웠지만, 특히 가격 면에서 월등한 ‘가성비’를 자랑하고 있다.CNBC는 “중국 전기차 1위 업체인 비야디(BYD)가 판매하는 소형 전기차 시걸(Seagull)은 약 1만 달러(한화 약 1350만 원)부터 판매되고 있는데, 여기에 100% 관세를 붙이더라도 현재 미국서 판매되고 있는 많은 전기차 가격과 유사하거나 더 저렴할 것으로 보인다”고 전했다. 이어 “비야디의 ‘시걸’은 아직 미국에서 판매되기 전이지만, 비야디가 전 세계로 시장을 확장하고 있으며, 더 많은 중국산 전기차가 미국에 도착하는 것은 시간 문제라는 인식이 많다”고 덧붙였다. 더불어 중국이 미국의 관세 인상에 대응해 우회 경로를 찾을 것이라는 전망도 있다. ING그룹의 ESG 연구원인 코코 장은 CNBC에 “조 바이든 행정부의 중국산 전기차에 대한 새로운 관세 전략이 성공할 경우, 유럽을 포함한 다른 국가에 파급 효과를 미칠 수 있다”면서 “다른 국가에서도 (중국산 전기차에 대해) 비슷한 관세가 부과된다면, 중국 기업들은 수출 비용을 낮추기 위해 더 빨리 현지 생산시설을 설립하거나, 다른 기업과 합작 투자를 하게 될 것”이라고 내다봤다. 이어 “중국 관점에서 볼 때, 공급 등 여러 측면에서 여러 파트너십을 만들 수 있다면, 이는 여전히 미국 시장에 진출할 길을 찾을 수 있다는 걸 의미한다”고 덧붙였다. CNBC는 이 같은 전망은 최근 수십년 간 도요타와 닛산 등 일본 자동차 업체와 현대·기아차를 비롯한 한국 자동차 업체가 어떻게 미국 시장에 진출했는지를 연상케 한다고 분석했다. 컨설팅 업체 알릭스파트너스의 댄 허쉬 자동차 및 산업 실무 미주지역 책임자는 CNBC에 “그들(중국산 전기차)은 여기에 올 것이고 그것은 단지 시간문제일 뿐”이라며 “서방 자동차 업체들은 이 문제에 대응하거나 이들과 경쟁할 준비를 해야 한다”고 말했다. 대선 앞두고 앞다퉈 중국 때리는 바이든·트럼프 한편 바이든 행정부는 지난 14일 보도자료를 통해 바이든 대통령이 중국의 불공정 무역 관행 및 그에 따른 피해에 대응하기 위해 슈퍼 310조(무역법 301조)를 적용, 무역대표부(USTR)에 중국산 수입품 180억 달러(약 24조 6400억원) 규모에 대해 이같은 관세 인상을 지시했다고 밝혔다.당장 미국 정부는 올해 중국산 전기차에 대한 관세를 현재 25%에서 100%로 4배 인상한다. 또한 리튬이온 전기차 배터리 관세를 올해내 7.5%에서 25%로, 리튬이온 비(非)전기차 배터리에 대한 관세는 오는 2026년 7.5%에서 25%로 각각 올린다. 배터리 부품 역시 올해 내에 7.5%에서 25%로 인상한다. 핵심 광물 중에선 천연 흑연 및 영구 자석에 대한 관세를 현재 0%에서 2026년에 25%로 상향한다. 이외 다른 핵심 광물에 대한 관세는 올해 0%에서 25%로 올린다. 백악관은 “중국은 현재 전기차 배터리 공급망의 특정 부분, 특히 핵심 광물 채굴, 가공, 정제와 같은 과정의 80% 이상을 통제하고 있다”며 “핵심 광물 채굴 및 전제 능력이 중국에 집중되면 공급망을 취약하게 만들고 국가안보 및 청정에너지 목표를 위험에 처하게 만든다”고 설명했다. 이어 “이번 조치는 미국이 양질의 일자리를 창출하고 유지하기 위해 바이든 대통령 취임 이후 역사적인 투자를 하고 있는 전략적 부문을 신중하게 겨냥한 것”이라고 강조했다. 오는 11월 대선에서 바이든 대통령과 리턴매치가 결정된 도널드 트럼프 전 대통령 역시 재선에 성공할 경우 중국의 모든 수입품에 대해 60% 이상의 고율 관세를 적용할 것이라고 공약했다.