엔디비

엔디비(NDB, Inc.)

엔디비(NDB, Inc.)

엔디비 CEO 니마 골샤리피(Dr.Nima Golsharifi)

엔디비(Nano Diamond Battery)는 미국 캘리포니아주에 있는 배터리 개발 스타트업이다. 2019년에 설립되었고 현재 CEO는 니마 골샤리피(Dr. Nima Golsharifi)이다.

개요

엔디비(NDB)는 현재 개발 중인 나노 다이아몬드 배터리가 충전이 없이 최대 28,000년까지 지속할 수 있다고 발표하였다. 이 배터리는 원자력 발전소에서 생성되는 방사성 동위원소인 탄소–14로 만들어졌고 합성 다이아몬드층으로 둘러싸여 있다. 2020년 8월 25일에 캘리포니아의 로렌스 리버모어 국립연구소(Lawrence Livermore National laboratory) 와 케임브리지 대학(University of Cambridge)의 캐 번디시연구소에서 두 가지 개념 증명 테스트를 완료했다고 밝혔다. 일반적으로 다이아몬드 배터리는 방사성 폐기물을 원료로 해 자가충전이 가능하지만 수명이 긴 반면 전력 효율이 낮은 것이 문제로 지적됐다. 북미 IT매체 테크크런치(TechCrunch)의 보도에 따르면, 미국 로렌스 리버모어 국립연구소(Lawrence Livermore National laboratory) 와 케임브리지 대학(University of Cambridge)의 캐 번디시연구소에서 진행된 이번 검사에서 두 개의 배터리가 40% 전력 효율을 유지하는 것으로 나타났다. 이는 표준 상용 다이아몬드 배터리의 전력 효율 15%에 비해 크게 개선된 것이다.

엔디비(NDB)는 2019년 2월에 설립되어 현재 3년이 안 되지만 첫 번째 글로벌 스타트 업 대회인 '2020 Orano Startup Call'의 수상자로 선정되었다. CEO 니마 골샤리피(Dr. Nima Golsharifi)는 2009년에 영국의 사우샘프턴대학교(University of Southampton) 기계공학과를 졸업한 후 2011년에 런던대학교(University College London) 나노기술 관련 석사를 다녔고 2017년 박사과정을 마쳤다. 나노기술 전문가인 니마 골샤리피가 현재 설립한 엔디비 회사는 반도체 칩셋, 배터리 솔루션 및 에너지시스템의 개발을 위한 나노기술 배터리회사이다.

다이아몬드 배터리

다이아몬드 배터리(diamond battery)는 원자력 발전 후 핵연료봉에서 추출한 방사성 동위원소 탄소-14를 다이아몬드로 감싸 만든 배터리를 의미하며 최초로 2020년 1월, 영국 브리스톨 대학교(University of Bristol) 연구진이 개발했다. 다이아몬드 배터리는 거대한 용량도 충격적이지만 더욱 충격적인 것은 배터리의 원료이다. 인류가 만들어낸 최악의 위험 물질 중 하나인 방사성 폐기물을 에너지원으로 사용한 것이다. 방사성 폐기물은 원자력 발전에서 필연적으로 생기는 부산물로 산업적 이용이 끝난 이후에도 끊임없이 유해한 방사선을 방출하기 때문에 매우 위험하다. 다이아몬드 배터리는 이러한 물질을 다이아몬드로 캡슐화하여 만든 배터리로, 방사성 폐기물을 유용하게 활용할 수 있는 환경친화적인 방법이라고 할 수 있다. 다이아몬드 배터리의 경우, 탄소-14가 자연적으로 내뿜는 방사선의 에너지를 열로 바꾼 후 전기로 변환하여 스스로 충전하는 방식이다. 비록 낮은 전력을 출력하지만, 태양 혹은 바람과 같은 외부 동력원 없이 전력을 장기간 일정하게 생산할 수 있다는 점이 다이아몬드 배터리의 가장 큰 장점이다. 따라서 다이아몬드 배터리는 기존 2차전지와 달리 사용 과정에서 탄소배출 가스도 없으며, 유지와 보수작업이 없이 스스로 전기를 생산하고 배터리를 충전할 수 있다.

배터리의 수명은 방사선의 총 에너지가 절반으로 떨어지는 반감기에 비례한다. 탄소-14의 반감기는 약 5730년이기 때문에, 이론적으로 다이아몬드 배터리의 50% 전력을 사용하는 데 5730년이 걸린다고 할 수 있다. 2020년 8월 미국 스타트업 기업 엔디비의 테스트 결과에 따르면, 탄소-14를 이용한 다이아몬드 자가 충전 배터리는 40%의 충전 전력을 유지하며 최대 28,000년 동안 작동이 가능하다고 밝혔다. 즉, 다이아몬드 배터리는 반영구나 다름없는 긴 수명을 가지고 있다는 해석이다.

다이아몬드 배터리의 가장 큰 장점은 연료 보급이 필요없이 충전할 수 있는 것이다. 또한 배기가스와 같은 오염물질 배출이 없기에 기후변화가 심각한 현 사회에서는 큰 이점으로 평가되며 전기자동차 소재의 핵심문제인 충방전의 단점을 해결할 수 있다. 관련 업계에 따르면 2020년 전 세계 전기차 판매량은 200만대를 넘어섰다. 이는 2019년 판매량 77만대의 약 2.6배 수준이다. 그러나 전기자동차 배터리 생산을 위해 필수적인 리튬, 코발트, 니켈 등의 원자재 가격이 상승함으로써 전기차 공급 병목 현상이 발생할 수 있는 가능성이 커졌다. 다이아몬드 배터리는 방사성 폐기물을 이용하므로 병목현상에 국한되지 않기 때문에 전기차 산업의 배터리 수급에 어려움이 없다.

나노 다이아몬드 배터리(Nano Diamond Battery)

엔디비에서 주장하는 나노 다이아몬드 배터리는 충전할 필요가 없는 배터리이다. 엔디비는 핵폐기물 물질을 이용하여 2만 8,000년 동안 작동하는 전자 생성 기술이 가능하다고 하며 인공 다이아몬드로 핵폐기물을 둘러싼 상태에서 핵물질이 분해되면서 에너지로 사용될 수 있는 전자와 에너지 입자를 방출할 것이라고 해석한다. 탄소–14를 활용한 나노 다이아몬드 배터리가 출시되면 핸드폰도 자동차도 더 이상 충전이 필요 없게 된다. 공기 중에 노출해 자가충전을 반복하여 최대 28,000년 동안 사용이 가능하다는 충격적인 과학이다.

이 배터리는 작동 중에 탄소를 배출하지 않으며, 기술적으로는 배터리지만 공기 중에 노출되면 내부에 꾸준히 전기 흐름을 만들어내기 때문에 오랜 기간 사용할 수 있는 자가 충전이 가능한 배터리가 된다. 엔디비는 충분한 자금을 모은 후 자체 증명된 컨셉을 이용해 이 제품을 개발할 것이라고 밝혔다. 엔디비는 나노 다이아몬드 배터리를 항공기, 전기차, 기차를 포함해 스마트폰, 웨어러블, 소형 산업용 센서에 이르기까지 배터리를 소비하는 거의 모든 제품에 공급하는 것을 목표로 하고 있다.

엔디비 친환경 배터리

엔디비 나노기술 배터리1   엔디비 나노기술 배터리2   방사성 동위 원소를 둘러싸고있는 다이아몬드의 모습   핵폐기물소재 배터리에 대한 다이아몬드캡슐화공정.jpg

참고자료

• 엔디비 공식 홈페이지 – https://ndb.technology/
• 〈탄소〉, 《나무위키》
• 〈방사성 동위 원소〉, 《위키백과》
• 〈방사성 붕괴〉, 《위키백과》
• 〈방사성 폐기물〉, 《위키백과》
• 〈반감기〉, 《위키백과》
• 〈불안정한 원자핵의 치열한 몸부림 방사성 붕괴와 반감기〉, 《한국원자력연구원 첨단방사선연구소》
• "NDB INC.", OpenCorporates
• "Nima Golsharifi", LinkedIn
• 이수연, 〈방사성 폐기물, 무한동력 다이아몬드 배터리로 거듭나다!〉, 《에너지설비관리》, 2021-05-16
• 박정한 기자, 〈미국 스타트업 NDB, 충전 필요 없는 '방사성 배터리' 개발〉, 《글로벌이코노믹》, 2021-04-13
• Dimitris Mavrokefalidis, "By 2023 we will deliver batteries that hold a single charge for nine years", future Net Zero, 2020-10-23
• Aakash Ji, "What is Nano Diamond Battery (NDB) ? | The future battery", TechYtalk, 2020-09-28
• Mario Vincenzo La Rocca, "NDB presents nuclear batteries that last thousands of years", The Patent, 2020-09-07
• 한새벽 기자, 〈자가 충전 가능 나노 다이아몬드 배터리〉, 《보스톤코리아》, 2020-09-03
• Woodrow Bellamy, "Could This Self Charging Thousand Year Diamond Battery Power an Airplane in the Future?", Aviation Today, 2020-08-31
• DAN AVERY, "Battery encased in diamonds uses nuclear waste to power devices for THOUSANDS of years on a single charge", Mail Online, 2020-08-31
• Rich Pell, "Self-charging 'thousand-year' battery completes lab tests", eeNews, 2020-08-28
• Luiz Nogueira , "Nano-diamond battery can supply power for up to 28 years", OLHAR DIGITAL, 2020-08-26
• 김준래 객원기자, 〈다이아몬드로 만든 반영구 배터리〉, 《사이언스타임즈》, 2020-03-02
• 김정은 기자, 〈핵폐기물로 만든 무한전력 '다이아몬드 배터리' 나온다〉, 《데일리포스트》, 2020-01-22
• 진민경 기자, 〈백년간 충전 안 해도 되는 역대급 다이아몬드 배터리 개발됐다〉, 《핫이슈》, 2018-09-11
• 정현정 기자, 〈다이아몬드로 리튬이온배터리 폭발 막는 신기술 개발〉, 《전자신문》, 2017-09-07
• 권예슬 기자, 〈다이아몬드 넣어 폭발 걱정 없앤 스마트폰 배터리〉, 《동아사이언스》, 2017-08-25

같이 보기

• 탄소-14
• 핵폐기물
• 다이아몬드
• 베타 배터리
• 원자력 배터리
• 동위원소 배터리

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