전기자동차는 장착된 배터리가 일반적으로 가솔린 엔진보다 무거워, 동급의 가솔린 ​차량보다 차체가 무겁다.

따라서 이 배터리의 무게가 전기자동차에 있어 연비 개선의 열쇠다.

이와 관련해 기술전문매체 기가진은 스웨덴 샬머스 공과대학교(Chalmers University of Technology)의 레이프 에스피(Leif Asp) 교수가 배터의 강도를 높여 차체의 일부로 돌리는 아이디어에 착안, 배터리의 하중을 거의 제로로 하는 ‘구조 전지(Structural Battery)를 개발해 주목을 받고 있다고 소개했다.

배터리를 차체의 일부로 삼는 아이디어는 이전부터 제기돼 왔다.

예를 들어, 이탈리아의 자동차 제조업체 람보르기니와 매사추세츠 공과대학은 2017년에 호일에 배터리를 내장해 경량화와 공간 절약 효과를 동시에 구현하는 전기자동차 개념 ‘테르조 밀레니오 컨셉트(Terzo Millennio concept)’를 발표했다.

이 같은 ‘구조 배터리’를 실용화하기 위해서는 강도와 배터리로서의 성능을 양립시키는 과제를 해결해야 한다.

그래서 에스피 교수 연구팀은 탄소섬유강화복합재료 등에 사용되는 탄소 섬유가 배터리의 음극 기능을 가지는 것에 주목해, 스웨덴 왕립 공과대학 연구팀과 공동으로 높은 강도와 ​​강성을 유지하면서 전기에너지 저장이 가능한 탄소섬유 재료의 구조 전지를 개발했다.

스웨덴 연구팀이 만든 구조 전지는 탄소섬유 전극과 인산철리튬으로 만든 전극을 유리섬유로 만든 천으로 분리하고 거기에 전해액을 채워 제조했다.

이 구조 전지의 에너지 밀도는 24Wh/kg으로, 중량 당 용량으로는 현행 리튬이온 전지의 약 20% 수준이다.

이에 대해 연구팀은 “이 구조 전지를 차체에 사용하면 차체의 무게를 크게 줄여 전기자동차를 달리게 하는데 들어가는 전기에너지를 적게 할 수 있고 강성도 일반적인 건축 재료에 필적하는 25GPa(기가파스칼) 있다. 또한 에너지 밀도가 낮다는 점은 안전성 측면에서는 오히려 유리하다고 말할 수 있다”고 설명한다.

에스피 교수는 "지금까지 만들어진 구조 전지는 기계적 특성이나 전기적 특성, 즉 강도나 용량 중 어느 한쪽만 우수했는데, 탄소섬유를 사용함으로써 두 가지 모두에서 경쟁력 있는 구조 전지를 만들어내는데 성공했다“고 자평했다.

연구팀은 향후 스웨덴 국립 우주위원회가 출자하는 새로운 프로젝트를 통해 이 구조 전지를 한층 개선해 나갈 예정이라고 한다.

그러면 궁극적으로는 75Wh/kg의 에너지밀도와 알루미늄에 버금가는 75GPa의 강성을 자랑하는 구조 전지가 탄생될 것으로 에스피 교수는 내다본다.