CWN(CHANGE WITH NEWS) - 충전이 필요 없는 무한전력 배터리, 다이아몬드 배터리

화석연료보다 많은 양의 에너지를 발생시키며, 이산화탄소 배출량이 적어 전세계적으로 널리 사용되고 있는 원자력 발전. 우리나라도 이러한 원자력 발전 기술을 도입한 이후 현재 국가 에너지 총생산량의 30% 가량을 원자력 발전으로 생산 중이다.

하지만, 원자력 발전의 치명적인 단점은 바로 발전 과정에서 발생되는 핵 폐기물이다. 핵 폐기물은 방사선을 방출하므로 인체에 치명적이고 그만큼 처리도 까다롭다. 핵 폐기물은 바로 환경에 노출시킬 수 없어 재처리 과정을 거치게 되는데, 이 과정에서 또 폐기물이 발생하게 된다.

또한, 폐기물을 묻고 보관할 수 있는 부지를 선정하는 것도 상당히 까다롭다. 땅에 묻으려 할 때, 방사성 물질이 새나가지 않도록 두터운 암반층을 가진 지반이어야 하며 바다에 버리는 경우도 있다. 그러나 바다가 오염될 위험성이 있다.

이처럼 처리가 까다롭고 위험한 핵 폐기물의 발생으로 인해 원자력 발전소에 대한 두려움이 늘 상존하게 된다. 하지만, 만약 이러한 핵 폐기물을 안전하게 재사용할 수 있는 방법이 개발된다면 이야기는 달라지게 된다.

핵 폐기물을 안전하게 재사용함으로써 환경 오염의 위험을 줄일 수만 있다면 에너지 효용이 높고 이산화탄소 배출도 적은 원자력 발전을 더욱 효과적으로 활용할 수 있을 것이다. 그리고, 영국 브리스톨대학교 연구팀이 이러한 문제를 없앨 수 있는 기술을 개발한 사실을 발표했다.

[사진제공: TechXplore]

작년 1월, 영국 브리스톨대학교 연구팀에서는 핵 폐기물로 제작한 '다이아몬드 배터리'를 개발하였다고 발표했다. 다이아몬드 배터리는 핵 폐기물을 캡슐화한 것으로, 탄소의 방사성 동위원소인 '탄소-14'를 활용하였다.

이는 원자력 발전의 감속재로 활용되는 흑연에서 추출할 수 있다. 발전에 사용된 흑연에서 '탄소-14'를 추출할 때, 폐기물의 방사선 감소 효과와 폐기물 보관 비용 절감 효과를 기대할 수 있게 된다. 브리스톨대학교 연구팀의 닐 폭스 교수는 "탄소-14에서 방출된 단거리 방사선은 고체 물질에 빠르게 흡수된다"며 ,"이를 다이아몬드로 감싸 보관할 경우 단거리 방사선이 외부로 방출되지 않아 안전하다"고 밝혔다.

'탄소-14'의 경우 반감기가 무려 5730년이다. 즉, 5730년이 흘러도 배터리의 절반밖에 시용하지 못함을 의미하며 수천년 동안 충전이 필요없는 배터리가 탄생하였음을 의미한다. 스콧 교수는 배터리의 교환 및 충전이 어려운 심장박동기, 우주선, 위성 등에 적용할 수 있을 것이라 예측했다.

일각에서는 배터리의 안전성과 관련하여 과연 정말로 안전한 것이 맞는지 의문을 품고 있지만, 스콧 교수는 다이아몬드가 지구상에서 가장 강력한 물질인 만큼 안전상에는 문제가 없다는 입장이다.

해당 기술은 핵 폐기물의 재사용 가능성을 보여주었다는 점과 충전이 필요없는 배터리를 개발하였다는 점에 있어서 주목받을 만하다. 하지만, 제작이 까다롭고 코팅제로 사용되는 물질이 희귀한 다이아몬드라는 점에서 아직까지 상용화는 어렵다고 보여진다.

만약, 다이아몬드를 대체할 수 있는 물질이 개발되고 배터리의 제작 과정이 대량 생산에 이를 수 있는 수준으로까지 단순해진다면, 다이아몬드 배터리는 핵 폐기물로 인한 환경 오염을 줄일 수 있는 차세대 핵심 기술로 부상할 것으로 기대되는 바이다.

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