[해외인터뷰] 폭스바겐, 전기차 배터리 자원에 대한 전문가의 대답을 듣다

막시밀리안 피츠너 교수(Prof. Maximilian Fichtner)는 세계적으로 유명한 배터리기술 전문가다. 폭스바겐과 진행한 인터뷰에서 그는 개선된 배터리 시스템, 코발트 사용에 대한 대안, 전기자동차를 사용하며 얻게 되는 기후에 대한 혜택들에 대해 간단히 인터뷰를 진행했다.

Q. 당신은 전기자동차 배터리가 앞으로도 엄청난 발전을 할 것이라고 말한다. 그렇게 확신하는 이유는 무엇인가?

A. 나는 두가지 상당히 중요한 분야에서 발전할 것을 기대하고 있다. 첫째, 에너지를 흡수해 저장하는 물질에 대한 것이다. 많은 일들이 지금 이 분야에서 일어나고 있다. 특히 흑연과 실리콘의 합성물이 곧 순수한 흑연을 대체할 수 있을 것으로 보고 있다. 실리콘은 저장 밀도가 흑연보다 10배 높기 때문에 배터리의 에너지 함량이 크게 증가하게 된다. 둘째, 미래 배터리 시스템은 동일한 크기를 유지하면서 훨씬 더 많은 양을 저장할 수 있게 될 것이다. 이는 더 오래, 더 멀리 달릴 수 있게 하는 중요한  요소가 될 것이다. 

Q. 지금 우리가 갖고 있는 배터리 아키텍처의 문제점은 무엇이라고 보는가?

A. 현재 포준 디자인은 실제 저장 물질이 전체의 25 - 30% 수준에 불과한 배터리 시스템을 생산하는 것이다. 나머지는 하우징, 패키징, 첨가물질 등이다. 우리는 이 부분에서 큰 변화를 맞게 될 것이다. 미래의 배터리 시스템은 더욱 효율적으로 설계될 것이며 스토리지를 구성하는 물질의 점유율을 거의 2배까지 높일 수 있게 될 것이다. 이것은 에너지 함량을 높이는 동시에 생산비용을 낮추게 될 것이다. 나는 이것이 상당히 비약적으로 개선될 것이라고 확신하는 편이다.

Q. 현재 상당히 기대하고 있는 전고체(Solid-Slate) 배터리는 어떤 역할을 하는 것인가?

A. 전고체 배터리는 음극 단자의 흑연을 금속 리튬으로 대체할 수 있는 옵션을 갖고 있으며, 그 범위는 30-40%가량 증가한다. 이 기술이 배터리 연구의 핵심으로 평가받는 이유이기도 하다. 나도 기회가 보이지만 고체상태의 배터리는 아직 확실한 산업형태로 보이지 않기 때문에 불확실성이 남아있다고 본다. 예를 들면 비용 측면에서 다른 공개적인 궁금증들이 나올 수 있다고 상상해 볼 수 있다.

 

전기차는 모든 파워트레인을 망라한 승용차 부문에서 가장 좋은 형태의 탄소발자국을 가지고 있다.
- 막시밀리안 피츠너 교수 -

 

Q. 방금 그 말은 어떤 뜻인가?

A. 지금 우리가 사용하고 있는 리튬-이온 배터리는 클래식한 가격 하락 곡선을 그리고 있다. 인산, 리튬, 철 등 지속가능한 음극재 도입으로 이미 kW당 100달러라는 중요한 기준치에도 못미치고 있다. 이것은 전기차가 내연기관 자동차보다 더 싸지는 마법의 한계가 된다. 하지만 전고체 배터리로 얼마나 또는 빠르게 바뀔수 있을지는 지금은 말하기 어려운 것이 사실이다. 

Q. 그렇다면, 운전자들은 어떤 부분들이 개선될 것이라고 기대할 수 있나?

A. 500km가 훨씬 넘는 주행가능거리는 이제 곧 당연한 일이 될 것이다. 심지어 1,000km를 주행할 수 있게 될 것이다. 전반적으로 자동차의 개발은 순조롭게 진행되고 있다. 그러나 적절한 충전 인프라를 구축하는 것이 어려움 될 수 있다고 본다. 우리는 강력한 급속충전소 네트워크 확대가 시급하다. 도시에 사는 사람들이 월박스 없이도 편하게 전기차를 충전할 수 있도록 해야 한다. 그리고 충전 가격에 대한 기준도 정해야 한다. 전기차는 탄소배출량이 가장 우수하기 때문에 e-모빌리티로서의 혜택도 당연히 주어야 한다.

Q. 배터리 원자재인 코발트와 리튬 채굴에 대한 비판이 있다. 이에 대한 대안은 무엇이라고 생각하나?

A. 코발트는 현재 휴대전화와 노트북 배터리는 물론 다양한 강철 제작에도 사용되고 있다. 반면 전기차의 경우, 완전히 대체할 수 있을 것으로 보이고 전혀 사용하지 않게될 수도 있다고 본다. 인권에 대한 문제 뿐만 아니라 제한된 매장량도 고려해야 하기 때문이다. 비용적으로 효율적이며 지속가능한 무독성 물질인 리튬인산철이 대안으로 떠오르고 있다. 그리고 망간 스피넬이라 불리는 물질도 대안이 될 수 있다. 하지만 리튬에 대한 대안은 확실하지 않다. 하지만 리튬 매장량이 코발트 매쟝량보다 훨씬 많기 때문에 아직은 심각한 상황이 아니라고 할 수 있다. 그리고 현재 대안으로 소금호수에서 리튬을 캐내고 있다는 것도 다행이다.

막시밀리안 피츠너 교수는? 

막시밀리안 피츠너 교수는 세계적으로 저명한 배터리기술 전문가다. 독일 울름(Ulm) 대학교에서 고체화학을 가르치고 있으며, KIT(Karlsruhe Institute of Technology)에서 에너지 저장 시스템을 책임지고 있다.

 

제공:폭스바겐

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