세상 모든 것의 레시피 02. (배터리 특별편-2) 먹는 배터리부터 입는 배터리까지? 폼 미친 미래 배터리 소재들! 🔋👕

세상 모든 것의 레시피 02. (배터리 특별편-2) 먹는 배터리부터 입는 배터리까지? 폼 미친 미래 배터리 소재들! 🔋👕

안녕하세요!

과학으로 세상과 소통하는 과학 커뮤니케이터 이중철 전문가입니다. 🧪

지난 시간에는 2019년 노벨 화학상을 통해 오늘날 '무선 문명'의 기틀을 마련한 리튬 이온 배터리의 위대한 탄생 비화를 나누었죠.

오늘은 시선을 조금 더 앞으로 돌려, 우리가 상상만 했던 미래를 현실로 만들고 있는 '폼 미친 미래 배터리 소재' 이야기로 찾아왔습니다!

단단하고 무거운 사각형 모양의 배터리만 생각하셨다면, 오늘 이야기를 들으시고 깜짝 놀라실지도 모릅니다.

🥗 1. 꿀꺽 삼켜도 안전하다? '먹는 배터리(Edible Battery)'

만약 뱃속 상태를 검진하는 미세 카메라나 약물 전달용 캡슐 로봇을 삼켜야 한다면, 그 안의 배터리는 과연 안전할까요? 기존 배터리가 뱃속에서 터지거나 누액이 발생하면 독성 물질 때문에 매우 위험해집니다.

그래서 과학자들이 개발한 레시피가 바로 '식재료로 만드는 배터리'입니다!

• 양극: 비타민 B2(리보플라빈)

• 음극: 멜라닌(오징어 먹물에 들어있는 성분)

• 전해질: 수용성 전해질(물 베이스)

• 전도성 물질: 김(Nori)이나 활성탄

실제로 이탈리아 기술연구소(IIT) 등 글로벌 연구진은 김, 오징어 먹물, 비타민 등 우리가 흔히 먹는 음식에서 추출한 분자로 완전 생분해성 배터리를 제작하는 데 성공했습니다. 몸속에서 역할을 다하고 나면 자연스럽게 소화되어 사라지는 '안전한 화학적 마법'인 셈이죠!

👕 2. 실처럼 엮어서 옷으로 입는다? '섬유형/입는 배터리(Wearable Battery)'

스마트워치나 헬스케어 기기를 착용할 때 가장 구부리기 힘든 부위가 어디일까요? 바로 '배터리'입니다.

하지만 화학자들은 단단한 전극 물질을 아주 가늘고 질긴 탄소나노튜브(CNT)나 전도성 실 형태로 뽑아내는 기술을 완성했습니다.

배터리 재료를 구부러지고 트위스트할 수 있는 유연한 고분자(Polymer) 소재와 결합하여 실 형태로 만들고, 이를 일반 원단처럼 방직하여 '옷'으로 입을 수 있게 만드는 것입니다.

머지않은 미래에는 옷 자체가 배터리가 되어, 주머니에 스마트폰을 넣기만 해도 옷에서 전기가 공급되는 세상이 찾아오게 됩니다!

🩹 3. 땀 한 방울, 체온으로 전기를 만든다? '생체 배터리'

배터리를 충전하기 위해 벽면 콘센트를 찾을 필요조차 없는 기술도 개발 중입니다.

우리 몸에서 나오는 땀 속의 '젖산(Lactate)'을 효소와 반응시켜 화학적 산화-환원 반응을 일으키는 패치형 배터리가 대표적입니다. 운동할 때 흐르는 땀만으로도 내 몸의 바이오 데이터를 측정하는 센서를 구동할 수 있죠.

체온과 외부 기온의 온도 차이를 이용해 전기를 생산하는 '열전 소재' 배터리 역시 내 몸이 곧 발전이자 배터리가 되는 신기한 화학적 레시피 중 하나입니다.

💡 미래 배터리 화학의 핵심은 '융합과 친화성'

과거 배터리 연구가 오직 "어떻게 하면 전기를 더 많이, 오래 가둘까?"에 집중했다면, 현대 소재 화학은 "인체와 환경에 얼마나 친화적이며 유연하게 스며들 수 있는가?"로 영역을 넓혀가고 있습니다.

딱딱한 쇠붙이 형태를 벗어나 인체 속으로, 그리고 피부 위로 부드럽게 스며드는 배터리의 진화! 정말 흥미롭지 않나요?

오늘 준비한 칼럼은 여기까지입니다!

다음 시간에는 리튬의 자리를 노리며 바닷속 소금에서 태어난 차세대 라이벌, '나트륨 이온 배터리'의 비밀을 소개해 드리겠습니다.

💬 오늘의 커뮤니케이션 질문!

만약 입거나 먹을 수 있는 미래 배터리가 상용화된다면, 여러분은 어떤 일상 아이템(옷, 신발, 렌즈 등)에 가장 먼저 적용해보고 싶으신가요?

댓글로 여러분의 재기발랄한 아이디어를 공유해 주세요!