차체가 배터리가 되는 첨단 기술

볼보자동차, 혁신적인 배터리 섬유 소재 개발
볼보자동차는 지난 17일, 향후 전기 자동차 에너지 효율개선에 크게 기여할 것으로 기대되는 혁신적인 첨단 배터리 섬유 소재를 공개했다.
배터리 섬유 소재는 차체가 배터리의 기능을 수행할 수 있도록 개발된 혁신적인 신소재이다.

탄소 섬유, 나노 구조의 배터리, 슈퍼 축전기로 구성된 배터리 섬유 소재는 철강재보다 튼튼하지만 무게와 부피를 줄여 효율성과 친환경성을 동시에 만족시킨 것이 특징이다.
이 신소재는 유럽 연합이 후원한 프로젝트로서, ICL (Imperial College London) 대학과 8곳의 기업이 협력하여 개발했다.

자동차 제조회사로서는 볼보자동차가 유일하다. 전기자동차나 하이브리드 자동차는 큰 배터리로 인해 무게, 공간 및 비용 등의 제약이 따른다.

이번 프로젝트는 이러한 문제를 해결함과 동시에 전력 충전 효율을 높이는 신소재 개발을 목표로 진행 되었다.
배터리 섬유 소재는 탄소 섬유와 유리 섬유를 접합/강화 시킨 것으로, 고도의 정밀 접합 기술을 필요로 한다.

탄소 섬유와 유리 섬유를 얇게 편 후, 유리 섬유를 탄소 섬유의 중간에 넣어 3중 구조로 강화시키면 탄소 섬유의 한쪽은 음극재, 다른 한쪽은 양극재가 되어 배터리가 된다. 슈퍼 축전기를 통해 에너지를 저장 및 충전할 수 있으며, 브레이크 재생 에너지 및 전기 콘센트를 통해 직접 충전할 수 있도록 설계해 효율성을 높였다.
볼보자동차는 트렁크 커버와 보닛 하단 환기부 커버에 배터리 섬유 소재를 최초로 적용한 볼보 S80 테스트 카를 선보였다. 트렁크 커버에 적용된 배터리 섬유 소재는 일반 자동차 배터리를 대체할만한 수준이며, 무게와 부피를 모두 줄이며 연료효율성과 친환경성도 높였다.

보닛 하단 환기부 커버에 적용된 신소재 역시 스타트/스탑 방식의 배터리를 대체 할만큼의 높은 효율성을 확보했다. 중량을 50% 줄임은 물론, 차량 내 12볼트 시스템에 충분한 에너지도 공급할 수 있다.
전기 자동차의 기존 구성요소를 배터리 섬유 소재로 대체할 경우, 전체 중량을15% 이상 낮출 수 있으며 전력 효율을 높일 수 있다.

향후 도어 패널과 차량의 지붕 등으로 확대 적용하면 그 효과는 더욱 커질 것으로 기대된다.

/ 여상용 기자