세상 모든 것의 레시피 02. (배터리 특별편-1) 2019년 노벨 화학상이 '배터리'에 주어졌던 진짜 이유! 🔋⚡

6시간 전

이중철 전문가

세상 모든 것의 레시피 02. (배터리 특별편-1) 2019년 노벨 화학상이 '배터리'에 주어졌던 진짜 이유! 🔋⚡

안녕하세요!

과학으로 세상과 소통하는 과학 커뮤니케이터 이중철 전문가입니다. 🧪

지난 시간, 우리는 원유에서 태어나 인류의 삶을 바꿨지만 환경의 적이 된 '플라스틱' 이야기를 함께 나누었죠.

오늘부터는 우리 삶을 선(Line)으로부터 자유롭게 만들어 준 위대한 화학적 레시피, '배터리(2차전지)' 이야기를 시리즈로 본격적으로 풀어보려 합니다.

배터리 특별편 첫 번째 시간의 주인공은 바로 2019년 노벨 화학상입니다!

🏆 인류에게 '무선(Cordless) 세상'을 선물한 세 명의 거장
보통 노벨 화학상이라고 하면 복잡한 DNA 구조나 생소한 신물질을 떠올리기 쉽죠? 하지만 2019년 노벨 화학상은 우리가 매일 손에 쥐고 있는 스마트폰, 노트북, 그리고 전기차의 핵심인 '리튬 이온 배터리'를 개발한 세 명의 과학자(존 굿어너프, 스탠리 위팅엄, 요시노 아키라)에게 돌아갔습니다.
노벨 위원회는 이 상을 수여하며 아주 강력한 한 마디를 남겼습니다.
"그들은 충전 가능한 세상을 만들었고, 인류를 화석 연료로부터 자유롭게 했다."

도대체 이 작은 배터리 속 화학적 레시피가 얼마나 대단했기에 인류 문명사급 평가를 받은 걸까요?

⚡ 선을 없애고, 에너지를 가두다!
1970년대 석유 파동이 지구를 흔들었을 때, 과학자들은 "어떻게 하면 석유 없이 에너지를 가두고 들고 다닐 수 있을까?"를 고민하기 시작했습니다.
그전에도 배터리는 존재했습니다. 하지만 크고 heavy했거나, 한 번 쓰면 버려야 하는 일차전지였고, 충전이 되더라도 효율이 떨어졌죠.
세 과학자는 무려 20여 년에 걸친 집념으로 '화학적 마법'을 완하여 오늘날의 리튬 이온 배터리를 탄생시켰습니다.

스탠리 위팅엄: 가장 반응성이 뛰어난 원소인 '리튬'의 가능성을 열었고,
존 굿어너프: 배터리의 전압을 2배 이상 끌어올리는 화학적 양극재(산화물) 레시피를 찾아냈으며,
요시노 아키라: 폭발 위험이 크던 리튬 금속 대신 안전하게 리튬 이온만 오갈 수 있는 음극재(탄소 소재) 시스템을 완성해 상용화의 문을 열었습니다.

이 세 사람의 연쇄적인 화학 혁신 덕분에, 우리는 마침내 벽에 플러그를 꽂지 않고도 어디서나 음악을 듣고, 업무를 보고, 차를 타고 이동할 수 있는 '무선 문명'을 누리게 된 것입니다!

🌍 석유의 시대를 넘어, 리튬의 시대로
리튬 이온 배터리의 진짜 위대함은 단순히 스마트폰을 오래 쓰게 해준 것에 그치지 않습니다.
태양광이나 풍력 같은 재생에너지는 바람이 불지 않거나 해가 지면 전기를 만들 수 없다는 치명적인 약점이 있죠? 배터리는 이 불규칙한 친환경 전기를 대량으로 저장(ESS)해 둘 수 있는 최고의 그릇이 되어줍니다.
결국 2019년 노벨 화학상은 "화석 연료에 의존하던 지구를 구할 화학적 열쇠를 주었다"는 것에 대한 인류의 깊은 감사 표시였던 셈입니다.