우주에서도 전력생산 '베타전지' 첫 개발…대구TP 등 공동 연구진 성과

충전·교체 없이도 수명 50년, 인공심장 등에 활용 전망

대구테크노파크와 한국원자력연구원, 한국전자통신연구원이 국내 최초로 개발한 베타전지는 50여 년간 스스로 전력 생산이 가능한 '꿈의 발전기'다. 베타전지 모형. 대구테크노파크 제공

극한 환경에서도 장기간 안정적으로 전력을 생산할 수 있는 '베타전지'가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

대구테크노파크(대구TP'원장 권업)는 한국원자력연구원, 한국전자통신연구원과 공동으로 진행한 산업통상자원부의 과제(산업융합 원천기술 개발사업)에서 극지, 심해, 우주에서도 50여 년간 전력 생산이 가능한 베타전지를 국내 최초로 개발했다고 1일 밝혔다.

베타전지는 방사성 동위원소의 에너지를 전력으로 변환하는 장치로, 태양, 바람 등 외부 동력원 없이 자체적으로 전력을 생산할 수 있는 발전기를 일컫는다.

베타전지는 Ni(니켈)-63 베타선원과 반도체가 접합돼 생성되는 전력을 사용하며, 별도의 충전이나 교체 없이도 전지의 수명이 50여 년 이상 유지되는 장점이 있다.

특히 적은 양으로 많은 양의 에너지를 생산해낼 수 있어 인공심장 등 인체 삽입형 의료기기 분야에 활용하면 기존 기기의 수명을 5년에서 20년 이상으로 늘릴 수 있다고 연구진은 전망했다.

이번 베타전지의 국내 최초 개발은 ▷대구TP 나노융합실용화센터의 저전력 제어 시스템 ▷한국원자력연구원의 Ni-63 베타선원 생산 실증 및 반도체 정밀접합 ▷한국전자통신연구원의 SiC 기반 고효율 에너지흡수체 등 참여기관별 연구 협력의 결과물이다.

연구진은 현재 시제품 제작을 완료한 데 이어, 출력 전력을 향상시키기 위한 추가 기술 개발에 힘을 쏟을 계획이다.

베타전지는 해외 여러 나라에서 주목받아 왔다. 미국은 정부 지원을 통해 10여 년 전부터 베타전지 개발을 추진해왔으며, 러시아도 국영회사인 로사톰(ROSATOM)을 통해 Ni-63 기반의 베타전지를 2년 내 생산할 것이라고 지난해 밝힌 바 있다. 대구TP 최정건 나노융합실용화센터장은 "베타전지가 상용화되면 극한 환경뿐만 아니라 초소형 전원, 특수목적용 저전력원, 재난대응 안전감지센서용 전원 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 1조원 이상의 산업적 파급효과를 가져올 것으로 예상되는 만큼 베타전지 상용화를 위한 정부의 적극적인 지원이 필요하다"고 했다.