美최초 상업적 규모의 나트륨이온 배터리 공장 가동, 네이트론 에너지(Natron Energy) [카테고리 설정이 아직되어 있지 않습니다.] 네이트론 에너지의 나트륨 이온 배터리와 기존 배터리와의 비교 이미지./홈페이지
리튬 이온 배터리는 현재 가장 많이 쓰이는 전기차 배터리이지만, 리튬, 코발트, 망간 등 자원의 희소성과 자원 채굴과 관련된 인권문제 등 여러 문제가 있다. 때문에 리튬 이온 배터리를 대체하는 연구가 여러 곳에서 진행 중인데, 미국 최초로 리튬 대신 저렴한 나트륨을 사용한 배터리 공장이 가동에 들어갔다고 클린테크니카가 최근 소개했다.
미국에서 실험실이 아닌 상업적 규모로 나트륨 이온 배터리를 생산하는 업체는 네이트론 에너지(Natron Energy)다. 네이트론 에너지의 나트륨 이온 배터리는 전력 밀도와 충전 속도에서 기존의 리튬 이온 배터리를 능가하며, 리튬, 코발트, 구리, 니켈 등이 필요없는 불연성이어서 폭발의 위험이 그만큼 낮다.
네이트론 에너지는 지난달 30일(현지시각) 리본 커팅 행사를 열고, 미국 미시건주 홀랜드(Holland)에 연간 600메가와트(MW)까지 생산이 가능한 공장을 가동하기 시작했다.
UL인증 보유한 유일한 나트륨 이온 배터리로 데이터센터에 최적
클린테크니카에 따르면, 나트륨 이온 배터리의 글로벌 리더인 네이트론 에너지의 배터리는 다른 배터리 기술에 비해 더 높은 전력 밀도, 더 높은 사이클, 미국 내 공급망, 안전성 등을 보유하고 있다.
네이트론 에너지는 3억 달러(약 4092억원) 짜리 시설을 업그레이드하고 기존 리튬 이온 배터리 제조 라인을 나트륨 이온 배터리 생산 라인으로 전환하기 위해 4000만 달러(약 545억원) 이상을 투자했다. 이 투자금 중에는 미 에너지부 산하 첨단기술을 연구하는 ARPA-E의 SCALEUP(미개척 잠재력이 있는 선도 에너지 기술을 위한 핵심 발전 시드 발굴) 프로그램을 통해 지원되는 1980만 달러(약 270억원)도 포함됐다.
이번에 가동에 들어간 홀랜드 시설은 신축 공장이 아니라 기존의 리튬 이온 배터리 공장을 개조한 공장이며, 향후 네이트론 에너지가 기가 규모 시설을 건설하는데 청사진 역할을 할 것이라고 한다. 네이트론 에너지는 오는 6월부터 생산한 배터리를 배송한다.
네이트론 에너지의 배터리는 데이터 센터 외에도 산업용 모빌리티, EV 고속 충전, 통신 등 다양한 시장을 목표로 하고 있다.
높은 기술력 인정받았으며, 희소 광물이 필요없어 경쟁력도 높아
네이트론 에너지가 특허를 갖고 있는 프러시안 블루(Prussian blue) 전극은 오늘날 시장에 나와 있는 다른 어떤 상용 배터리보다 낮은 내부 저항으로 나트륨 이온을 더 빠르고 더 자주 저장하고 전달한다. 이 배터리는 충전 및 방전 중 변형이 없고 기존 리튬 이온 배터리보다 10배 빠른 사이클링을 통해, 5만회 이상의 사이클 수명을 보장한다고 알려져있다.
네이트론 에너지의 공급망에는 리튬, 코발트, 니켈 또는 기타 희소 광물이 필요하지 않다. 이러한 네이트론 에너지의 기술력 때문에, 이 회사는 ARPA-E로부터 두 차례나 자금을 지원받았으며, 메이저 정유사인 셰브론(Chevron)과 미국의 에너지 기업 네이보스 인더스트리스(Nabors Industries) 등으로부터도 투자도 받았다.
클린테크니카에 의하면, 이 회사는 AI 기술의 폭발적인 성장으로 미국 데이터 센터에서 에너지 저장 및 24시간 사용가능한 전력 수요가 더 높아질 것으로 예상하고 있다. 이 회사의 배터리는 전기차에도 가능하지만, 대규모 에너지 저장에 더 적합하다고 한다.
네이트론 에너지의 나트륨 이온 배터리 사진./홈페이지
한편, 미국에서는 에너지부(DOE)가 나트륨 기반 에너지 저장 혁신가들을 지원해왔다. 예를 들어 지난 10월 ARPA-E는 전기차용으로 새로운 나트륨 이온 배터리를 개발하기 위해 24M에 약 320만 달러(약 43억원)를 지원했다.
연구 부문에서는 에너지부 산하 아르곤(Argonne) 국립 연구소가 리튬 이온 배터리의 노하우를 바탕으로 도로에 적합한 나트륨 이온 배터리를 개발해왔다. 이 연구팀은 GM의 EV에 적합한 배터리용 리튬 니켈-망간-코발트(NMC) 양극 재료를 개발했다.
미국 밖에서는 스웨덴의 스타트업 노스볼트(Northvolt)가 이 분야에 가장 먼저 진출한 기업 중 하나로 전기차 분야에서 활발하게 활동하고 있다. 또한, 스텔란티스 그룹은 올해 초 회사는 프랑스 나트륨 이온 에너지 저장 혁신 기업인 티아마트(Tiamat)에 투자했다.
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