한국광기술원, ‘고체 양자 배터리’ 원천기술 PCT 국제출원

한국광기술원은 최근 가천대학교 산학협력단과 공동으로 ‘초흡수 현상 기반의 고체 양자 배터리’ 기술에 대한 PCT(특허협력조약) 국제출원을 완료했다고 21일 밝혔다.

이번 국제출원은 지난해 11월 진행한 국내 특허 출원의 후속 절차로, 산업통상부 알키미스트 프로젝트를 통해 개발한 원천기술의 해외 권리 확보를 위해 추진됐다.

이번 기술은 오목한 형태로 마주 보는 두 개의 반사체 사이에 에너지 저장용 활성 물질을 배치한 광학 구조를 적용한 것이 특징이다. 두 반사체가 빛을 반복적으로 반사해 활성 물질에 광자를 집중시키면서 에너지 흡수 효율을 높이는 원리다.

활성 물질 내부에는 양자 흡수체 원자들이 규칙적으로 배열돼 있어 여러 흡수체가 동시에 빛을 흡수하는 ‘초흡수(super-absorption)’ 현상이 구현된다. 이 현상은 흡수체 수가 증가할수록 충전 속도가 비선형적으로 빨라지는 양자역학적 특성으로, 차세대 양자 배터리의 초고속 충전 기술로 주목받고 있다.

한국광기술원은 이 같은 원리를 고체 소자 형태로 구현한 점이 이번 기술의 핵심이라고 설명했다.

연구진은 해당 기술이 상용화될 경우 기존 리튬이온전지의 이온 이동 방식과는 다른 충전 메커니즘을 통해 충전 속도와 효율, 안전성을 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이번 연구는 산업부 알키미스트 프로젝트의 지원을 받아 한국전자통신연구원(ETRI), 한국광기술원, 가천대학교, 국립한밭대학교가 참여한 컨소시엄이 수행했다. 알키미스트 프로젝트는 산업 전반에 파급효과가 큰 도전적·혁신적 기술 개발을 지원하는 정부 연구개발 사업이다.

한국광기술원은 이번 PCT 국제출원을 계기로 해외 특허 포트폴리오를 확대하는 한편 후속 연구와 기술 상용화를 지속 추진할 계획이다.

조미령 한국광기술원 디지털조명연구본부장은 “국제 특허 출원을 발판으로 후속 연구를 이어가 상용화 가능성을 높이고 국내 배터리 산업의 기술 경쟁력 강화에 기여하겠다”고 말했다.