전기차 보급 가속화와 함께 전기차 배터리 수요와 배터리 기술 발전의 중요성이 부각되는 추세이다. 그와 동시에 현재 세계 각국의 여러 연구 기관과 기업이 에너지 소모량을 최소화하면서 주행 거리를 늘릴 배터리 개발 연구에 온 힘을 다하고 있다. 그렇다면, 현재 전기차 배터리 연구에서 가장 주목받는 부분은 무엇일까?
해외 뉴스 웹사이트 이머징테크브루는 자동차 제조 업계가 전기차 배터리 혁신을 위해 양자 기술에 주목한다고 보도했다.
양자컴퓨터는 양자 기계를 활용해 데이터를 보관하면서 연산 작업을 처리하며, 슈퍼컴퓨터보다 전력 처리 작업과 문제 처리 속도를 훨씬 더 향상할 수 있다. 양자 기술은 여전히 개발 초기 단계에 머무르고 있으나 대기업과 스타트업, 대학 연구 기관 등 여러 곳에서 적극적으로 연구를 추진하며, 여러 업계의 주목을 받고 있다. 그 대표적인 업계 중 한 곳이 바로 자동차 제조 업계이다.
최근 들어 양자 기술을 배터리 화학 연구에 적용하는 사례가 증가했기 때문이다. 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터가 수행할 수 없는 방식으로 분자 상호작용 모델을 정확히 구성하여 배터리 물질 간의 상호작용을 가상으로 촉진한다. 결과적으로 최상의 배터리 화학 물질 조합 발견과 배터리 효율성 향상, 생산 가격 인하에 도움이 된다.
이 때문에 자동차 업계가 전기차 배터리 연구를 위해 양자 기술 기업과의 협력 관계를 적극적으로 추진하는 추세이다.
일례로, 현대는 아이온큐(IonQ)와 양자 컴퓨터 애플리케이션 개발 협력을 체결했다. 양사가 개발하는 애플리케이션은 아이온큐의 기존 기술을 사용해 산화리튬 모델을 생성하도록 한다. 산화리튬은 배터리 제작에 직접 사용하는 화학 물질이 아니지만, 모델 생성 시 시간의 흐름에 따른 배터리 성능 저하를 깊이 분석하는 데 유용한 정보를 얻을 수 있다.
이온큐 회장 겸 CEO인 피터 채프만(Peter Chapman)은 “산화리튬 모델을 정확히 생성하면, 에너지 손실 지점을 찾아낼 수 있다”라며, 배터리 효율성 향상에 도움이 될 것이라고 말했다.
현재 산화리튬 모델 생성 연구는 리튬 원자 두 개와 산소 원자 한 개로 구성돼, 소규모로 진행 중이다. 그러나 추후 알고리즘을 활용해 거대한 모델을 생성할 예정이다.
채프만 회장은 여전히 연구 진행 상황은 초기 단계에 머무르고 있으며, 현재 개발된 양자컴퓨터가 1970~80년대의 고전 컴퓨터 산업 발전 상황과 비슷하다고 언급했다. 이에, 개발자가 현재 사용할 수 있는 하드웨어로 실행할 애플리케이션을 영리하고 효율적으로 구축하는 것이 연구 성공의 관건이라고 분석했다.
이어, 훗날 아이온큐와 현대가 배터리 성능 향상은 물론이고, 현재의 기술을 비약적인 수준으로 발전하는 데 도움이 될 물질을 찾는 과정에도 양자컴퓨터를 활용하기를 바란다고 전했다.
그러나 모두가 양자 기술을 활용한 전기차 배터리 기술 발전 상황을 낙관하는 것은 아니다. 다수 배터리 연구원이 양자컴퓨터를 상업적 연구 환경에 적용하는 것이 합리적이 지 않다고 주장한다.
배터리 뉴스레터 인터컬레이션 스테이션(Intercalation Station) 공동 창립자이자 배터리 과학자인 니콜라스 위(Nicholas Yiu)는 양자컴퓨터 자체가 틈새시장으로 분류되는 데다가 비용이 매우 비싸다는 점에서 조만간 배터리 연구에서 중요한 역할을 할 확률이 그리 높지 않을 것이라는 견해를 전했다.
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