[K글로벌타임스] 코스모스랩(대표 이주혁)은 우리에게 이런 질문을 던진다. “배터리는 인간과 자연에 정말 친화적인가”에 대한 대답은 ‘아니다’다.

많은 이들은 배터리 산업이 친환경적이라 알고 있지만, 자연 파괴적인 채굴과정과 재생이 어려운 납, 리튬, 코발트 등을 주원료로 사용해 그다지 자연 친화적이지 않다. 나아가 기존의 배터리 전극 제조 공정인 습식 공정은 유독 용매를 사용할 뿐만 아니라 이를 처리하는 과정에서 상당한 이산화탄소를 배출한다.

이러한 기존의 배터리 문제를 해결하기 위해 코스모스랩은 지속 가능한 배터리의 시작점에 섰다. 친환경적이면서도 비용은 낮고 성능은 높인 코스모스랩의 배터리 기술이 배터리 산업에 파란을 일으키고 있다.

코스모스랩의 비즈니스를 한마디로 요약하면 ‘차세대 배터리 제조’다. 특히 물을 전해액으로 사용하며 비발화성 배터리 기술로 그간의 배터리 폭발 사고를 아예 차단한다. 또한 탄소 배출이 적은 건식 적극 기술을 보유하고 있는데, 이로써 리튬이온전지를 대체하는 차세대 수(水)계 이차전지로 주목받고 있다. 특히 성능 중심으로 개발되던 배터리 산업을 안전 중심으로 무게중심 추를 옮기면서 기술의 패러다임을 가져온 스타트업으로 평가받는다.

그렇다면 기존의 리튬이온전지와 어떠한 차이점이 있을까. 우선 기존의 리튬이온전지는 발화점이 낮은 유기성 용매와 화재에 취약한 알칼리금속인 리튬으로 이뤄진 전극을 사용했다. 이는 배터리 폭발 사고를 일으켰다. 한때 뉴스를 장식했던 배터리 폭발 사고의 원인이기도 하다. 대중에게 알려진 배터리 폭발 사고 외에도 2017년부터 2019년까지 2년간 국내 ESS(Energy Storage System) 시설 28개소에서 화재가 발생하기도 했다.

또한 리튬이온전지의 핵심 광물인 리튬은 3분의 2가량이 광산에서 채굴된다. 이후 광석을 가공해 리튬을 추출하는데, 이 과정에서 황산과 염산 등 화학물질이 사용된다. 당연히 대량의 유독 물질이 발생한다. 나아가 리튬을 추출하는 희토류 광석에서 우라늄과 같은 방사성 물질이 배출되는 점도 상당한 문제점이다. 이는 물과 토양을 오염시키고 주변 생태계를 파괴시킨다.

리튬이온전지는 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 디바이스, 노트북 등 소형 전자기기를 비롯해 전기자동차, 하이브리드 자동차의 차량 탑재용 배터리, 그리고 주택용 태양광 발전 및 연료전지의 축전 시스템 등 폭넓게 사용되고 있다. 언제 어디서나 배터리 폭발이 일어날지 알 수 없는 위험천만한 상황이 우리 주변 곳곳에 도사리고 있는 셈이다.

이주혁 코스모스랩은 KAIST 석·박사과정 시절 물을 사용한 배터리를 개발한 경험을 토대로 2021년 코스모스랩을 설립했다. 물을 기반으로 하다 보니 폭발 위험성은 0%에 수렴한다. 오히려 공기 중에 노출돼도 화재가 일어나지 않을뿐더러 정상 작동까지 한다. 그뿐만이 아니다. 리튬, 니켈, 코발트 등 희귀 광물 등을 사용하지 않아 제조 과정부터 친환경적이다.

물론 기존에 수계 배터리가 없던 것은 아니다. 다만, 에너지 밀도가 낮아 노후화된 배터리 기술로 여겼다. 하지만 코스모스랩의 수계 배터리는 슈퍼커패시터 기술을 결합해 수명, 밀도, 온도별 성능 등 배터리 성능을 리튬이온전지 이상으로 높였다. 커패시터는 전기를 일시적으로 저장하는 장치다. 이를 통해 배터리 에너지 용량을 높일 수 있었다.

코스모스랩 배터리의 가장 큰 특징은 야자수 껍질을 태워 만든 활성탄이다. 이 활성탄으로 전극을 만들며, 자연에서 유래한 소재로 전극을 만들었을 뿐만 아니라 건식 전극 공정을 개발하면서 유해 용매를 사용한 생산 과정을 처음부터 배제했다. 이로써 완벽하게 ESG를 실현했다고 봐도 무방하다. 현재 코스모스랩은 저온, 상온, 고온별 장수명과 빠른 충전 및 방전 속도의 배터리를 개발 중인 것으로 알려졌다.

이 대표는 차세대 배터리 개발에 관한 아이템으로 2022 실험실 창업 페스티벌(LAB START-UP 2022)에 참여, 대상을 받았다. 물론 코스모스랩의 배터리가 광물을 일절 탑재하지 않은 것은 아니다. 아연을 배터리 전극으로 만들기 위해 탑재 중이지만, 다른 배터리 기업과 비교한다면 광물 사용량이 현저히 적다. 그렇다 보니 자연히 광물 채취 과정에서 생기는 이산화탄소 배출량도 줄이는 데 기여한다.

기존 리튬이온 배터리가 꾸준히 지적받아온 폭발 위험을 줄이기 위해 배터리 관리 시스템인 BMS(Battery Management System)를 비롯한 다양한 솔루션을 탑재하고 있다. 하지만 이는 한 가지 다른 이슈를 발생시킨다. 부가적인 부품 탑재로 인한 높아진 단가다. 코스모스랩의 배터리는 물을 기반으로 하는 데다 부가적인 부품을 탑재하지 않기에 가격적인 면에서도 높은 경쟁력을 가지고 있다.

코스모스랩은 국내외 가정용 및 산업용, 그리고 전기자동차 충전소용 ESS 산업 부문을 집중적으로 공략할 계획이다. 이 대표는 “ESS 자체가 친환경 신재생에너지와 밀접한 관계다. 우리의 친환경적이면서도 안전한 배터리가 적용되기 적합한 시장이다”라며 “나아가 전압 다변화, 제품 디자인 다양화를 이뤄 무정전전원장치(UPS) 시장에서 주력 제품인 납축전지를 대체하는 기술 신뢰성을 확보하겠다”고 전했다.

물론 현재에도 코스모스랩 배터리에 관심이 있는 국내외 기업이 많다. 일본과 스웨덴, 미국, 호주 등의 ESS 기업으로부터 협업 제안을 받았기 때문이다. 아직 협업을 본격적으로 추진할 계획은 없지만, 해외에서의 성장 가능성을 확인한 기회가 되었다는 코스모스랩. 차세대 친환경 배터리라는 모종을 심고 여름을 난 코스모스랩이 맞이할 가을에는 코스모스가 활짝 피울 일만 남았다.

[K글로벌타임스 강초희 기자] aftero_who@uu-cc.com