“몇 분 안에 충전 가능한 전기차 배터리 생산 가시화” NYT

실리콘 밸리에서 보스턴에 이르는 실험실의 과학자들이 현재 사용 가능한 배터리보다 훨씬 저렴한 비용으로 전기 자동차를 몇 분 안에 충전하고 한번 충전하면 수백 마일을 이동할 수 있는 이해하기 어려운 화학 물질, 광물 및 금속 물약을 수년 동안 찾고 있다고 뉴욕타임스(NYT)가 12(현지시간) 보도했다.

NYT에 따르면 현재 이들 과학자 중 몇 명과 이들이 설립한 회사는 이정표에 가까워지고 있다. 그들은 차세대 배터리 셀(next-generation battery cells)을 생산하기 위해 공장을 짓고 있으며, 자동차 제조업체들이 이 기술이 안전하고 신뢰할 수 있는지를 판단하기 위해 도로 주행 테스트를 하기 시작했다.

공장 운영은 대부분 규모 면에서 제한적이며, 완벽한 제조 기술을 위해 설계되었다. 고성능 배터리를 장착한 자동차가 전시장에 등장하기까지는 몇 년이 걸릴 것이고, 적당한 가격의 자동차에서 배터리를 구입할 수 있게 되기까지는 훨씬 더 오랜 시간이 걸릴 것이다. 그러나 조립 라인 생산의 시작은 전기차의 혁명에 대한 감질나는 전망을 제시한다고 NYT는 전했다.

만약 이 기술이 대량 생산될 수 있다면, 전기 자동차는 화석 연료로 움직이는 자동차와 경쟁할 수 있고 가격도 저렴할 수 있다. 자동차 교통으로 인한 유해 배기가스는 상당히 줄어들 수 있다.

공장에서 수백만 개의 배터리 셀을 생산하는 것은 오염물질을 최소화하도록 설계된 공간인 클린룸에서 수백 개를 만드는 것보다 훨씬 어렵다.

실리콘밸리의 배터리 제조업체 퀀텀스케이프(QuantumScape)의 설립가 겸 최고경영자인 그딥 싱은 “일할 수 있는 재료를 가지고 있다고 해서 그것을 작동시킬 수 있는 것은 아니다”라며 “결함이 없고 균일성이 충분히 높은 방법으로 제조하는 방법을 알아내야 한다”고 말했다.

기술주의 폭락으로 인해 배터리 회사들은 수십억 달러의 가치를 빼앗겼다. 그들이 제조 공장을 건설하고 직원들에게 급여를 지급하기 위해 필요한 자금을 마련하는 것은 쉽지 않을 것이다. 대부분은 아직 제품 판매를 시작하지 않았기 때문에 수익이 거의 없거나 아예 없다.

퀀텀스케이프 역시 2020년 상장 직후 주식시장에서 한때 가치가 540억달러에 달했으나 최근에는 약 40억달러로 떨어졌다. 그렇다고 해서 이 회사가 산호세에 공장을 짓는 것을 막지는 못했다. 모든 것이 순조롭게 진행된다면 2024년까지 수십만 개의 셀을 제거하여 10분 이내에 자동차를 충전할 수 있게 된다.

자동차 회사들은 공장에서 생산한 제품을 사용하여 배터리가 거친 도로, 혹한, 폭염, 세차에도 견딜 수 있는지 테스트할 것이고, 또한 배터리가 전기를 저장할 수 있는 능력을 잃지 않고 수백 번 충전할 수 있는지, 충돌 시 불길에 휩싸이지 않고 살아남을 수 있는지, 그리고 저렴하게 제조할 수 있는지 알고 싶어할 것이다.

모든 신기술이 발명가들과의 약속을 지킬지는 확실치 않다. 현재 배터리 재료 컨설턴트인 전 테슬라 임원 데이비드 딕은 “충전 시간 단축과 긴 범위는 배터리 수명을 희생시킬 수 있다”고 말했다.

그럼에도 불구하고 폭스바겐, 빌 게이츠, 실리콘 밸리의 유명 인사들의 지원을 받고 있는 퀀텀스케이프는 이러한 모든 요구사항을 충족시킬 수 있다고 주장하는 기업에 얼마나 많은 믿음과 돈이 투입되었는지 보여준다.

이전에 통신 장비를 만드는 회사를 창업했던 그딥 싱은 테슬라의 첫 생산 차량인 로드스터를 사들인 후 2010년 퀀텀스케이프를 설립했다. 로드스터의 신뢰닥 악명 높을 만큼 신뢰할 수 없는데도 불구하고 싱은 전기차가 미래라는 것을 확신했다.

그는 “핵심은 더 많은 에너지를 저장할 수 있는 배터리이며, 그것을 위한 유일한 방법은 새로운 화학작용, 즉 화학의 돌파구를 찾는 것”이라고 깨달았다고 밝혔다.

싱은 스탠포드 대학의 프리츠 프린츠 교수와 스탠포드 대학의 팀 홀메 연구원과 팀을 이뤘다. 구글과 아마존의 첫 투자자로 유명한 존 도어가 시드머니를 제공했다. 테슬라의 공동 설립자인 JB스트라우벨은 또 다른 초기 후원자였으며 퀀텀스케이프의 이사회 멤버이다.

퀀텀스케이프는 수년간의 실험 끝에 배터리의 양극과 음극을 분리하여 단락을 방지하면서 이온이 앞뒤로 흐를 수 있도록 하는 세라믹 소재를 개발했다. 이 기술을 통해 배터리의 양극과 음극 사이에 에너지를 전달하는 액체 전해질을 고체 물질로 대체하여 파운드당 더 많은 에너지를 충전할 수 있다.

싱은 “처음 5년 동안 효과가 있는 물질을 찾기 위해 노력했다”며 “그리고 그 중 하나를 발견했다고 생각한 후, 그것을 올바른 방법으로 제조하는 방법에 대해 5년 정도 더 연구했다”고 말했다.

실리콘 밸리 주변 연구소와 다른 연구실에서는 수백 명의 다른 기업가들이 반도체 및 소프트웨어 산업의 성장을 촉진한 벤처 캐피탈과 대학 연구의 연계를 활용하여 유사한 기술적 목표를 추구하고 있다.

또 다른 유명한 이름은 매사추세츠 공과대학에서 개발한 기술을 바탕으로 2012년에 설립된 SES AI이다. SES는 제너럴모터스(GM), 현대, 혼다, 중국 자동차 제조업체 지리와 상하이자동차, 한국 배터리 제조업체 SK이노베이션의 지원을 받고 있다. 지난 3월 미국 매사추세츠주에 본사를 둔 SES는 상하이에서 시제품 셀을 생산하는 공장을 열었다. 이 회사는 2025년부터 자동차 업체에 대량 공급을 시작할 계획이다.

SES와 다른 배터리 회사들은 더 안전하고, 더 저렴하고, 더 강력한 전지를 만드는데 필요한 근본적인 과학적 장애물을 해결했다고 말한다.

포드자동차와 BMW가 후원하는 배터리 제조업체 솔리드파워의 더그 캠벨 최고경영자(CEO)는 6월 자동차 부품에 시험용 셀을 공급하는 시범 생산라인을 설치했다고 밝혔다.

간접적으로 테슬라는 실리콘 밸리의 많은 신생기업을 낳았다. 이 회사는 배터리 전문가 세대를 양성했는데, 이들 중 상당수가 회사를 떠나 다른 회사에 근무했다.

캘리포니아 알라메다에 있는 사일라의 CEO이자 공동 창업자인 진 베르디체프스키는 테슬라의 베테랑이다. 베르디체프스키는 소련에서 태어나 9살 때 핵잠수함 전기 기술자인 부모와 함께 미국으로 이민을 갔다. 그는 스탠포드에서 학사 및 석사 학위를 취득한 후 테슬라에서 7번째 직원이 되었고, 그곳에서 로드스터 배터리 개발을 도왔다.

테슬라는 사람들이 전기 자동차를 구매할 것이라는 것을 증명하고 전통적인 자동차 제조업체들이 이 기술을 고려하도록 함으로써 효과적으로 전기 자동차 산업을 창출했다고 베르디체프스키는 말했다. 그는 “그것이 세상을 전기 자동차로 만들 것”이라며 “모두가 더 나은 전기 자동차를 만들기 위해 경쟁하고 있다”고 덧붙였다.

[서울=뉴시스]