‘베타전지’ 첫 개발…“외부동력 없이 전력생성, 수명 50년”

원자력연·ETRI·대구TP 공동개발

[대전=일요신문] 박하늘 기자 = 한국원자력연구원(원장 하재주,원자력연)이 극지, 심해, 우주 등 극한 환경에서도 장기간 안정적으로 전력을 생산할 수 있는 ‘베타전지(Betavoltaic battery)’를 개발하는데 성공했다고 1일 밝혔다.

원자력연·ETRI·대구TP가 공동개발한 베타전지 시제품.한국원자력연구원 제공

이번 연구성과는 지난 2012년부터 대구테크노파크(대구TP) 나노융합실용화센터, 한국전자통신연구원(ETRI)와 공동 진행해 온 ‘산업융합원천기술개발 사업’의 결과다.

‘베타전지’는 방사성동위원소의 에너지를 전력으로 변환시키는 장치로, 외부동력원 없이 자체적으로 전력을 생산하며 극저온, 고온 등의 환경에서도 안정성을 잃지 않는 것이 특징이다. 미국과 러시아 등 세계 각 국에서도 Ni-63 기반의 베타전지 개발에 힘을 쏟고 있다.

이번에 개발된 원자력연의 베타전지는 방사성동위원소인 니켈(Ni)-63 베타선원에서 방출되는 전자를 반도체에 충돌시켜 전력을 생성한다. 별도의 충전 및 교체 없이도 전지의 수명이 50년 이상 유지되며 단위질량당 에너지밀도가 높아 적은 양으로 많은 양의 에너지를 생산해낼 수 있다.

이번 결과는 원자력연의 Ni-63 베타선원 생산실증 및 반도체 정밀접합 기술, 대구TP의 저전력제어시스템, ETRI의 SiC 기반 고효율 에너지흡수체 등 각 연구기관의 협력의 결과물이다.

연구진은 현재 시제품 제작을 완료했으며 출력 전력을 제고하기 위한 추가 기술을 개발하고 있다.

원자력연 손광재 동위원소연구부 책임연구원은 “방사성동위원소는 전통적으로 의료 및 산업응용 분야에 주로 활용되었으나, 이번 연구를 통해 그 활용분야를 첨단 에너지원으로까지 확대했다는 데 의미가 있다”고 밝혔다.

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