달릴수록 배터리가 찬다?…'무선충전도로' 아시나요[미래on]

전자기유도 법칙 활용…국내 연구진 2009년부터 기술 고도화
"자기장 적용 범위 확대 중요"…"급전패드 도로 건설 등 숙제도"

일렉트레온이 자사 무선동적충전 솔루션을 소개하는 영상. (일렉트레온 유튜브 갈무리)

(서울=뉴스1) 윤주영 기자 = 전기차를 타는 A씨는 설 연휴 장거리 운행이 두렵지 않다. 거북이 행렬에 초조해하며 전기차 충전소를 찾을 필요가 없기 때문이다. 출발한 지 두어시간이 지났지만 계기반을 보니 주행가능거리는 여전히 100%. 달릴수록 차량 배터리가 되레 충전되고 있는 것이다.

주행과 충전을 동시에 할 수 있는 '무선충전도로'가 상용화되면 가능한 이야기다.

전기차 오너에게 가장 큰 고민은 충전이다. 급속 충전이라도 완충까지는 1시간가량 걸린다. 급하게 이동해야 하는 상황이라면 발만 구르기 십상이다. 충전 인프라조차 갖춰지지 않은 곳도 많다.

이런 고민을 날릴 소식이 있다. 달리면서 충전이 가능한 '무선충전도로' 연구가 실증 단계에 들어간 것이다.

미국 미시간주 교통당국(MDOT)에 따르면 지난해 11월 디트로이트시에서 미국 최초의 무선충전도로가 공개됐다. 주 당국은 1마일(1.6㎞) 길이의 무선충전 도로를 시범 운영할 계획이다.

주 당국과 업무협력(MOU)을 맺은 곳은 이스라엘의 '일렉트레온'. 이 업체는 주행 중에도 충전이 가능한 솔루션 개발에 주력하고 있다. 이스라엘서 실증을 거친 뒤 현재 미국과 노르웨이, 프랑스 등에서 관련 프로젝트를 진행 중이다.

무선충전도로는 '전자기유도' 법칙을 활용한다. 전선에 전류가 흐르면 자기장이 생기는데, 이 자기장은 전류 세기 등으로 변화를 줄 수 있다. 변하는 자기장 속에 다른 도선을 가져다 놓으면 전류가 유도돼 전력 충전이 가능해진다.

현재 개발되는 솔루션은 도로에 급전패드를 매립해 자기장을 방출시키는 것이다. 차량 하부에 급전패드와 호응하는 집전 장치를 달면 주행 중 충전이 가능한 것이다.

한국도 일찌감치 무선충전도로 기술 개발에 뛰어들었다. 조동호 한국과학기술원(KAIST) 명예교수는 2009년부터 성과를 보이고 있다.

2011년 서울대공원에서는 조 명예교수 연구팀이 개발한 무선충전도로 위로 코끼리 열차가 달렸다. 2013년 경북 구미시에선 연구팀이 자체 개발한 전기버스가 무선충전도로 위를 달렸다.

조 명예교수는 2018년 대전 유성구에 회사를 설립, 기술 상용화에 박차를 가했다. 이 회사는 2019년 두바이 신도심인 실리콘 오아시스 내 순환도로 1㎞ 구간에서 무선충전 인프라를 시공하기도 했다.

그는 "지난 십수년간 무선 충전의 효율 개선, 충전가능(자기장 적용 범위) 면적 확대, 급·집전장치의 경량화 등을 이뤄냈다"고 설명했다.

조 명예교수는 충전가능 면적을 늘리는 게 중요하다고 강조한다. 주행 중 급전 패드와 차량 집전장치 간 정렬이 어긋나 자기장 전달이 약해지는 일이 빈번하기 때문이다.

조 명예교수는 이를 극복하고자 이동통신에 활용되는 빔포밍 기술을 적용했다. 쉽게 말해 주행차량 쪽으로 자기장을 모아주는 기술이다.

기술 수준보단 인프라 구축이 더 시급하다. 급전 패드를 갖춘 도로망은 물론 차량에도 집전 장치를 보급해야 하기 때문이다. 유선 충전 장치에 비해 차량 집전 장치는 개별 단가가 비싸다.

조 명예교수는 "중장기적 관점에서 도로를 건설할 때 급전 패드를 추가하는 방안이 있다"며 "급·집전장치 단가 문제도 대량 생산으로 해결할 수 있다"고 말했다.

legomaster@news1.kr