parkyeonjae제목 : 충전 없이 50년 작동…전기연, ‘베타전지’ 국내 첫 실증
출처 : 문화일보
링크 : https://v.daum.net/v/20260726161308729
요약 : 한국전기연구원이 충전하거나 교체하지 않고도 50년 이상 전력을 공급할 수 있는 탄화규소 반도체 기반 베타전지를 국내 최초로 실증했다. 전기연은 차세대반도체연구센터 연구팀과 국립경국대학교 연구팀이 공동으로 SiC 반도체 기반 베타전지를 제작해 실제 전력 생산과 저전력 발광다이오드 구동에 성공했다고 7월 26일에 밝혔다.
베타전지는 방사성 물질이 붕괴할 때 방출하는 전자인 베타선을 반도체가 흡수해 전기로 바꾸는 전원 장치로, 태양전지와 원리는 비슷하지만 햇빛 대신 방사성동위원소를 에너지원으로 사용한다. 이는, 외부 충전이나 빛이 필요하지 않아 우주와 심해 등 전력 소비가 적고 베터리 교체가 어려운 분야에서 장기간 전력을 공급하며, 주로 활용되었다.
연구팀은 기존 실리콘 반도체보다 열과 방사선에 강한 SiC를 핵심 소재로 적용했고, 방사선의 전기 변환 효율을 높이기 위해 p-i-n 다이오드 구조를 최적화했으며, 실제 베타선 원료인 니켈-63을 확보해 전용 측정설비도 구축했다.
연구팀이 반도체와 니켈-63을 결합한 결과 활성면적 기준 제곱센티미터당 약 160마이크로와트(㎼)의 전력이 발생했다. 또, 방사성 물질을 반도체 표면에 얇고 균일하게 도포하는 방식을 적용하면 출력전력 밀도와 단위 셀의 발생 전력을 높일 수 있다는 분석도 내놨다. 이에 더해 이번 연구에 사용된 니켈-63의 반감기는 약 100년으로, 소형 센서처럼 소비전력이 낮은 장치에서는 전지 교체 없이 50년 이상 작동 가능하다.
연구팀은 관련 특허 출원을 마쳤으며 앞으로 우주 항공 등의 분야 기업들과 기술이전과 공동 제품 개발을 추진할 계획이다.
한 줄 요약 : 한국전기연구원이 충전하거나 교체하지 않고도 50년 이상 전력을 공급할 수 있는 베타전지를 국내 최초로 실증하였으며, 이는 전력 소비가 적고 베터리 교체가 어려운 분야에서 장기간 전력을 공급하는 데 주로 활용되었고, 앞으로 우주 항공 등의 분야 기업들과 기술이전과 공동 제품 개발을 추진할 계획이다.