노앤컴퍼니, 양자얽힘 기술 적용한 ‘하이퍼셀 배터리’ 개발

[서울경제] 전 세계적으로 전기차 비중이 확대되면서 폐배터리 재활용 시장이 급격히 성장할 전망이다. 에너지 전문 시장조사기관 SNE리서치에 따르면, 전 세계 전기차(플러그인하이브리드 포함) 폐차 대수는 2025년 56만대에서 2030년 411만대, 2035년 1천784만대, 2040년 4천277만대로 늘어날 것으로 예상된다.

이 가운데 전기자동차 급속 충전 및 2차 전지 및 폐배터리 재생 신성장 전문 (주)노앤컴퍼니(대표이사 노혜정, NOH & Company)가 양자얽힘 기술을 적용한 배터리 충전기술을 기반으로 ‘하이퍼셀 배터리’를 개발했다.

양자 얽힘(Quantum Entanglement)은 입자들의 상관관계를 나타내는 양자역학적 상태를 말한다. 얽힘 상태 입자들은 공간적으로 서로 멀리 떨어져 있어도 독립적일 수 없어 입자의 스핀, 운동량 등의 상태를 공유한다. 작은 입자들이 하나의 쌍을 이뤄 원거리에서도 하나의 입자가 변동하면 다른 쪽도 즉각적으로 변동 가능하다.

노앤컴퍼니는 이러한 양자얽힘의 특성을 배터리에 활용한 하이퍼셀(HyperCell) 개발에 성공했다. 하이퍼셀 배터리는 양자얽힘 원리와 파동 에너지를 접목해 배터리 셀 상호 작용을 통해 큰 셀의 복합체로 작동하도록 유도, 배터리 성능을 극대화한 것이 특징이다.

강력한 파동 에너지를 배터리 셀에 전달하기 위해 초고압 챔버를 활용해 배터리 내 더 높은 충전 용량으로 에너지 밀도를 향상했다. 모든 배터리 셀이 동시 충전돼 기존 배터리보다 10배 더 빠른 최대 80A의 속도를 자랑한다. 기존 배터리의 한계로 꼽히는 짧은 사용 시간과 긴 충전 시간을 보완한 것이다.

사진 설명. 배터리 충전 테스트 모습

실제로 자체 충전테스트 시험결과, 충전 및 방전 주기가 거듭될 때마다 충전 시간이 감소하는 것을 확인했다. 30~45분의 초기 충전 시간이 30회 사이클 후 15~20분으로 감소했으며, 열 발생도 줄었다. 100A(1C)에서 안전하고 빠른 충전이 가능할 뿐 아니라 발열 문제를 보완해 배터리 수명 역시 10년을 웃도는 것으로 예측된다.

노앤컴퍼니 관계자는 “납산, 리튬 배터리를 포함한 다양한 유형의 배터리에 양자얽힘 기술을 활용하면 에너지 밀도를 높이고 초고속 충전을 가능하다”며 “셀 수를 늘릴수록 배터리 충전 속도 및 성능과 수명을 연장할 수 있어 산업 전반의 다양한 분야에서 적용할 수 있다”고 전했다.

성능뿐 아니라 안전성 면에서도 우수하다. 기존 배터리는 과방전 시 상당한 열이 발생해 화재, 사고 등의 위험이 있었다. 하지만 하이퍼셀 배터리는 과방전 시 열을 발생시키지 않아 보다 안전하게 작동할 수 있다.

이어 “전기 자동차, 재생 에너지 저장 장치, 휴대용 전자 제품 등 고성장 산업 및 신흥 시장을 대상으로 협업 기업을 확대해 글로벌 입지를 다지겠다”며 “전기 에너지 기술 분야의 획기적인 솔루션 개발을 통해 배터리의 재생 및 재활용을 촉진, 폐배터리 재활용 산업 발전을 넘어 탄소중립 실천을 통한 지속가능한 미래를 위해 노력하겠다”고 전했다.

김동호 기자 dongho@sedaily.com