사진;`연료전지` 개발 실험에 쓰인 도시바의 PDA `제니오e`
차세대 전지인 연료전지를 모바일 기기에 활용하려는 움직임이 활발히 진행되고 있다. 한국의 삼성종합기술원을 비롯, 소니, NEC, 히타치 등이 모바일기기용 연료전지 상용화를 위해 각축을 벌이고 있는 가운데 카시오도 뒤늦게 가세해 선두주자들을 위협하고 있다.
아시아비즈테크에 따르면 삼성종합기술원 등이 오는 2005년을 전후한 모바일기기용 연료전지 상용제품 출시 계획을 밝힌 가운데 카시오는 이들보다 앞선 오는 2004년을 상용화 시점으로 공언해 업계를 바짝 긴장시키고 있다.
◇상용화 경쟁=연료전지 후발주자인 카시오컴퓨터는 지난 3월 연료전지를 채택한 노트북 PC용 목업을 선보였다. 연료전지 업계는 배터리 사업 조직을 갖고 있지 않은 카시오가 이미 자체 연료전지 개발에 들어갔다는 점, 다른 경쟁사들보다 1∼2년 가량 빠른 오는 2004년을 상용화 시점으로 잡고 있다는 점, 20시간의 수명을 갖춘 목업을 내놓았다는 점 등 때문에 경악했다.
그동안 삼성종합기술원, 소니, NEC, 히타치 등 2차전지 같은 자체 배터리 사업 조직을 갖춘 기업들은 노트북 PC를 비롯해 휴대폰, PDA, 캠코더 등의 모바일 기기용 연료전지 개발을 선도해왔으며 오는 2005년 전후에 연료전지를 상용화하겠다고 공언해 왔었다.
삼성종합기술원의 경우 오는 2004년을 상용화 시점으로 정한 것을 비롯해 소니와 도시바가 각각 2005년초와 말을 계획하고 있다.
이밖에 프라운호퍼태양에너지시스템연구소와 스마트퓨엘셀 등이 노트북 PC용 연료전지를 개발하고 있으며 프라운호퍼의 경우 이미 개발이 끝난 캠코더용 연료전지를 다른 제조업체에 라이선스해주는 방안을 추진중이다.
업계에서는 연료전지의 디자인이 기존 배터리와 완전히 다르기 때문에 카시오와 같은 후발주자가 앞으로도 상당수 등장할 것으로 전망하고 있다.
◇어디까지 왔나=카시오의 노트북PC용 연료전지팩 목업은 기존 리튬이온 패터리팩을 대체시켜준다. 이 팩은 높이가 리튬이온 배터리의 절반에 불과하며 노트북PC를 20시간동안 작동시켜주는데 메틸알코올 카트리지를 교환하면 수명을 더욱 늘릴 수도 있다. 특히 카시오의 연료전지의 특징은 전력밀도가 100㎽/㎠로 다른 연료전지의 2∼3배에 이르는 점이다. 이에 따라 다른 2차전지나 2층 전해조응측기 없이 바로 PC를 기동할 수 있다. 카시오는 이같은 전력밀도는 다이렉트메탄올연료전지(DMFC)보다 많은 수소를 셀에 공급해주는 메탄올리포머연료전지이기 때문에 가능하다고 설명했다.
삼성종합기술원은 휴대폰용 내장 연료전지를 개발했다. 신용카드 크기만한 이 연료전지는 휴대폰 몸체 뒷면에 부착된다. 연료인 메탄올은 만년필의 잉크 카트리지와 같은 컨테이너에 저장되며 50㎃의 전류를 소비하는 표준 상태에서 약 26시간 사용할 수 있고 500㎃가 소비되는 연속 통화 가능 시간은 2.6시간이다. 삼성종합기술원은 DMFC의 전력을 높여주는 데 핵심인 자체 전해막을 개발했다.
도시바는 PDA용 연료전지를 개발, 10㎖ 메탄올로 자사의 PDA인 ‘제니오 e’를 디스플레이 모드로 40시간 작동시키는 데 성공했다. 모토로라랩도 PDA용 연료전지를 개발하고 있다. 모토로라랩의 연료전지는 알루미나 세라믹(AL203)이 사용된 것이 특징으로 AL203은 실리콘이나 탄소보다 재료비를 줄여주는 것으로 알려졌다. 상용화시점과 에너지 밀도는 아직 공개되지 않았다.
프라운호퍼는 캠코더용 연료전지는 리튬이온 배터리와 같은 다른 보조 배터리를 필요로 하지 않으며 고체 메탈수소화물이 포함된 직경 3㎝, 높이 5㎝의 금속탱크로부터 수소가스를 연료로 공급받는다.
<황도연기자 dyhwang@etnews.co.kr>
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|연료전지|
…………… 물을 전기분해하면 전극에서 산소와 수소가 발생하는데 연료전지는 물의 전기분해 역반응을 이용해 수소와 산소로부터 전기와 물을 만들어 낸다. 연료전지는 건전지나 축전지와 같은 일반 화학전지와는 달리 수소와 산소가 공급되는 한 계속 전기를 생산할 수 있다. 즉, 공기만 있으면 무한히 사용할 수 있는 에너지다.
연료전지는 연료의 연소과정과 열에너지를 기계적 에너지로 변환하는 과정이 없어 기존 에너지보다 효율이 10% 정도 높고 유해물질의 방출이 거의 없어 환경 친화적이다.
이밖에 설치가 간편하고 다양한 연료를 사용할 수 있으며 연료반응 과정에서 발생하는 열을 활용할 수 있는 등 다양한 장점을 갖추고 있어 차세대 에너지원으로 각광받고 있다.
종류는 인산형 연료전지(Phosphoric acid fuel cell), 용융 탄산염 연료전지(Molten carbonate fuel cell), 고체산화물 연료전지(Solid oxide fuel cell), 알칼리성 전해액 연료전지(Alkarine fuel cell), 고분자 전해질형 연료전지(Polymer electrolyte fuel cell) 등이 있다.