배터리 분야에서 새로운 기술을 시도하는 스타트업들은 종종 대량생산 단계에 이르기 전에 문을 닫는다.

배터리 연구에서 여러 가지 희망적인 결과가 나오고 있기는 하지만 아직도 저가의 에너지 저장장치가 나올지는 불확실하다.

몇몇 스타트업은 경제적이면서도 안전하고 작은(1kWh 를 100달러 미만으로 저장할 수 있는 장치) 개발에 근접하고 있기도 하다.

kWh당 100달러는 바람이 불거나 해가 있을 때만 전기를 생산하는 재생 에너지의 문제를 해결할 수 있는 가격대다. 또 전기 자동차를 더 가볍고 싸게 만들 수 있다.

하지만 화석 에너지에서 재생 에너지로의 이전을 가속화하기에는 이들의 상용화 속도가 너무 늦다.

리튬이온 배터리는 지난 10년간 개인용 전기기기와 전기 자동차, 에너지 저장 시스템의 주류로 자리잡았다. 이를 대체하려면 완전히 새로운 화학 반응과 물리적 형태가 필요하다는 게 많은 연구자들의 지적이다.

솔리드에너지의 설립자, 퀴차오 후는 에너지 밀도를 크게 높일 수 있는 리튬-메탈 배터리를 개발했다. 하지만 이 회사가 새 배터리를 개발에 쏟은 십여 년의 이야기는 이 분야에서 가장 어려운 점이 뭔지 보여준다.

 “배터리 분야의 아이디어를 실제 제품으로 만드는 것은 특히 어렵습니다. 한 가지 특성을 향상시키려면 다른 특성을 포기해야 하니까요.”

이 분야에 너무 많은 후보가 있다는 것도 문제다. 스폰지 구조에서 액체 구조, 특이한 화학 반응을 이용하는 기술 등 눈에 띄는 확실한 승자가 없다.

한편, 가장 많은 투자를 받은 스타트업조차 생존을 힘겨워하고 있는 실정이다.

 “제조 공정을 만들고 제품을 생산하기 위해 필요한 연구를 하려면 5억 달러가 필요합니다.”

새로운 배터리 화학물질 연구팀을 이끌고 있는 UC버클리 재료과학과 거드 세다 교수의 말이다. 자동차 회사가 실제 배터리를 구매하기까지 수년 동안 이를 테스트한다고 그는 말한다.

이는 배터리 제조회사가 새로운 기술을 상용화하더라도 구매자를 찾고 생산량을 늘리기까지 힘든 시기를 보내야 함을 의미한다.

레이든 에너지와 A123은 새로운 배터리를 만들었지만 시장의 기대를 만족시키면서 버티는 데 실패하고 말았다.

그동안 삼성, LG, 파나소닉 등 3대 배터리 회사는 새로운 화학물질이나 혁신적인 구조보다 기존의 기술을 조금씩 개선시켰다.

1970년대에 처음 개발된 리튬 이온 배터리는 꾸준히 더 나아지고 있다.

 <본 기사는 테크M 제45호(2017년 1월) 기사입니다>