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인류 역사상 최초로 혜성 표면에 착륙한 탐사로봇 '필레'는 충전용 태양광을 충분히 확보하지 못해 배터리 방전으로 작동이 멈췄다. 이는 우주탐사체 전력공급원의 중요성을 알려주는 사례다. 특히 최근 우주탐사체들의 운행거리가 증가하고 임무도 많아지고 있어 그 필요성 역시 덩달아 커지고 있다.
이 가운데 경희대학교 기계공학과의 남영석(사진) 교수 연구팀은 정부의 우주핵심기술개발 사업에 선정되어 우주 탐사체에 장착되는 고에너지 밀도 열광전 배터리 개발에 착수해 주목을 끌고 있다. 남 교수가 개발할 고에너지 밀도 열광전 배터리는 복잡한 사이클 구성이 필요없고, 모듈화 설계를 통해 다양한 전력공급원으로 활용이 가능해 해외에서도 관심이 집중되는 분야이기 때문이다.
현재 미항공우주국(NASA)에서는 방사성 동위원소(이산화 플푸토늄)의 붕괴열을 열전모듈로 활용해 전기에너지로 바꾸는 열전배터리(RTG)를 우주탐사체에 탑재하고 있다. 하지만 이는 에너지 변환효율이 6% 대에 불과하다는 평을 받는다.
이에 남 교수는 NASA의 기술이 가진 변환효율의 한계를 극복하기 위해 방사성 동위원소의 붕괴열을 정파장대역의 복사에너지로 변환시켜 광전모듈에 공급하는 열광전 배터리를 개발하겠다는 것이다. 변환효율을 20% 까지 높인 방사성 열광전 배터리(RTPV) 개발이 최종 목표다.
남 교수가 기술개발에 성공하면 무인 군수 장비나 태양열 시스템 등 다방면으로 활용이 가능하게 될 전망이다. 남 교수는 "개발에 성공하면 다양한 에너지 시스템에 적용이 가능한 기술 플랫폼 확보에도 기여하게 될 것"이라며 "열광전 에너지 배터리 분야에서 글로벌한 기술확보를 위해 적극 나서겠다"고 밝혔다.
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