DGIST 인수일 교수팀이 세계 최초로 차세대 베타전지를 개발했다. / DGIST

DGIST(대구경북과학기술원)는 에너지공학과 인수일 교수팀이 방사성 동위원소 전극과 페로브스카이트 흡수층을 직접 연결한 차세대 베타전지를 세계 최초로 개발했다고 25일 밝혔다.

새로 개발한 기술은 별도의 충전 없이도 장기간 안정적인 전력 공급이 가능해 우주탐사나 이식형 의료기기, 군사용 장비 등 분야에서 활용 가능성이 높은 차세대 에너지 기술이다.

베타전지는 방사성 동위원소의 자연 붕괴 과정에서 방출되는 베타 입자를 이용해 전력을 생산하는 시스템으로 이론적으로는 수십년 동안 유지보수 없이 작동이 가능하다. 특히 피부를 통과하지 못해 생체 안전성 면에서도 장점이 있다. 그러나 방사성 물질 취급과 소재 안정성 확보가 어려워 실질적인 연구 성과는 드물었다.

인 교수팀은 방사성 동위원소인 탄소-14 기반 전극과 고효율 페로브스카이트 흡수층을 결합해 하이브리드 양자 베타전지를 구현했다. 이렇게 개발한 베타전지는 기존 대비 전자 이동도가 약 56만배 향상됐고, 최대 9시간 연속 작동 환경에서도 출력 안정성이 유지됐다고 연구팀은 밝혔다. 

인수일 교수는 "이번 연구는 베타전지 실용 가능성을 세계 최초로 입증한 사례로 극한 환경용 차세대 전력공급 기술의 상용화를 앞당기고, 향후 소형화와 기술이전도 추진할 계획이다"고 말했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 DGIST의 2024년 창의도전연구(N-HRHR) 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 국제학술지 ‘Chemical Communications’에 표지 논문으로 게재됐다.