잘 분해되지 않는 특성 탓에 ‘영원한 화학물질’로 불리는 ‘PFAS’를 배제한 전기차 배터리가 개발될지 주목된다.

최근 배터리 전문 매체 배터리뉴스는 미국 시카고대학교 프리츠커 분자공학과 연구원들이 이같은 배터리를 설계했다고 보도했다.

친환경 목표 달성을 위해 내연차를 전기차가 대체해야 한다는 목소리가 나오지만, 전기차 핵심 부품인 배터리도 희토류 등 환경오염물질을 포함하고 있어 환경 문제에서 자유로울 수 없다는 지적이 있다. PFAS도 그 중 하나다.

PFAS는 탄소와 불소가 결합된 유기화학물질이다. 배터리를 비롯해 의류, 주방 기기 등 수많은 제품에 사용되는 물질이지만 자연 환경에서 분해되지 않아 지하수 오염 등을 초래하고, 결과적으로 물이나 음식 등으로 인체에 섭취돼 건강에도 문제를 야기할 수 있다.

일반적으로 PFAS는 리튬이온 배터리의 음극과 전해질에 포함된다. 배터리에는 소량 투입되지만, 향후 배터리 수요 증가세를 고려하면 PFAS로 인한 환경 문제를 무시할 수 없다는 지적이다.

연구진은 PFAS가 없는 특수한 비(非)불소 용매를 개발했다. 전해질 속 PFAS를 대체하기 위한 목적이다.

리튬금속 배터리를 기준으로 이를 반영한 결과, 불소화합물을 사용한 배터리보다 안정성과 에너지 용량 유지 성능이 나았다고 전했다.

리튬이온 배터리 기반 테스트에서는 연구진이 이 용매를 반영한 배터리가 PFAS 사용 제품보다 수명 주기와 충전 속도, 사용 온도 범위 등에서 개선된 성능을 보였다.

연구진이 새로 설계한 배터리는 음극 단자에 보호 코팅이 형성되지 않는 등 한계도 보였다. 다만 이는 PFAS가 아닌 다른 첨가제를 사용할 수 있다고 밝혔다.