인간의 발명품 중에 가장 복잡한 매카니즘을 가지면서도 가장 급속하게 발전하였고, 또 우리 생활에 가장 큰 영향을 미친 도구가 컴퓨터라면, 배터리는 가장 단순한 매카니즘을 가지면서도 가장 느린 속도로 발전해온 도구라 볼 수 있을 것 같은데, 정보통신 기술의 발전 속도가 초음속 제트기라면 배터리 기술의 발전 속도는 거북이 걸음마에 비유될 수 있을 것 같다. 　인류는 과거 수 만년 아니 수 십 만년 이상 인간의 근육에서 나오는 힘을 대체하기 위해 동물의 근력(筋力)을 이용해 오다가, 지금으로부터 불과 수 세기 전에 이르러서야 증기기관을 발명하면서 기계동력(제1차 산업혁명)시대가 시작 된 것인데, 이어서 석유 채굴 기술의 발전과 함께 석유라는 화석연료를 쓰는 내연기관(內燃機關)이 또 발명되면서 화려한 제2차 산업혁명시대로 옮겨가게 된다. 　현재까지 쓰이고 있는 내연기관의 우수한 효율성 때문에 우리는 드디어 지구촌을 1일 생활권으로 할 수 있는 교통혁명도 가능하였지만, 근래에 와서 석유 매장량의 한계와 또 육해공(陸海空)을 누비는 각종 이동수단이 뿜어내는 매연으로 인한 대기오염의 심각성 때문에, 그간의 내연기관은 필시 가까운 장래에 박물관으로 사라질 운명이 아닌가 한다. 　따라서 이제 모든 국가들이 곧 내연기관의 생산을 중단시키고 청정에너지인 전기를 동력원으로 쓸 수밖에 없을 것이며, 또 스마트폰을 포함한 모든 모바일 기기에 없어서는 안 되는 배터리야말로 미래문명의 쌀이라 하지 않을 수 없다는 얘기다. 　다행이 우리나라 배터리 기술이 선진국에 크게 뒤지지 않아 보이긴 하지만, 문제는 기존의 배터리 원료가 되는 리튬(lithium) 등의 부존자원이 국내에는 거의 없기 때문에 새로운 대체 물질을 한시바삐 찾아야 할 것이며, 또 기존 방식의 배터리에 대해서도 에너지 밀도를 더욱 높이고 효율성과 안전성을 개선하는 기술개발도 시급하지 않을 수 없다. 　배터리는 한 번 방전(放電)시키면 버려야 하는 `1차 전지`와 일정기간 충방전(充放電)을 반복하면서 쓸 수 있는 `2차 전지` 그리고 내연기관처럼 어떤 연료를 보충하면서 계속 쓸 수 있는 `3차 전지`로 나눌 수 있는데, 현재 물리적 한계에 부딪쳐 있는 것으로 보이는 2차 전지 제작 기술에 어떤 극적인 패러다임의 변화가 없다면, 결국 수소(Hydrogen)를 발전 연료로 사용하는 제3차 전지 시대가 열릴 가능성도 있겠으나, 이 역시 벌거벗은 몸으로 히말라야산을 넘어야 할 만큼 난관이 많다는 게 문제이다. 　우선 2차 전지의 기술적 한계부터 좀 살펴보자면, 그 구조가 음이온을 방출하는 `음극(Cathode)`과 음이온을 받아들이는 `양극(Anode)` 그리고 음극과 양극을 분리하는 분리막(分離膜), 이온이 녹아들어가는 전해질(電解質)로 이루어지는 매우 단순한 구조이지만, 문제는 대단한 정밀도가 요구되는 나노(nano)기술이 적용되기 때문에 공학적 난이도가 높을 뿐만 아니라 현재 양극을 구성하는 `니켈(nickel)`이나 `망간(manganese)`, `코발트(cobalt)` 그리고 활물질로 쓰이는 `리튬(lithium)` 등이 모두 희토류 광물에 해당하기 때문에 소재(素材) 조달에 어려움이 많다는 것이다. 　특히 우리나라는 배터리의 주원료가 되는 부존자원이 거의 없기 때문에 기존 패러다임의 기술만으로는 배터리 생산의 주도권을 가지기가 불가하고, 한시바삐 좀 흔히 구할 수 있는 대체 물질을 사용하는 새로운 방식의 기술개발이 이루어지거나, 그 외 어디서든 물을 전기분해하는 등의 간단한 공정으로도 쉽게 얻어질 수 있는 수소(水素)를 연료로 사용하는 3차 전지의 실용화에 더욱 박차를 가해야 하지 않을까라는 생각을 하게 된다. (다음 회에 계속)