정부, K-GX 전략 발표…10년간 1000조원 투입

히트펌프COP

heat pump

히트펌프는 전기로 냉매를 압축·팽창시켜 낮은 온도의 열을 끌어올려 높은 온도의 공간으로 옮기는 장치다. 열을 만들어내는 것이 아니라 옮기는 것이므로, 투입한 전력량보다 더 많은 열을 공급할 수 있다. 이 성능을 나타내는 지표가 COP(성적계수)로, COP = 공급한 열에너지 / 투입한 전기에너지 로 정의되는 무차원 값이다. 전기 저항식 히터의 COP 가 1 인 데 비해 히트펌프는 조건에 따라 1 보다 크며, 바깥 공기가 차가울수록 끌어올려야 할 온도차가 커져 COP 는 낮아진다. 실무에서는 정격 조건의 COP 뿐 아니라 한 계절 전체 평균 성능을 나타내는 SCOP 나 냉방 기준 지표도 함께 본다. 건물 난방을 전기로 전환하는 수단으로 다뤄져 제로에너지건축물 설계에서 자주 등장한다.

전고체 배터리

solid-state battery

전고체 배터리는 리튬이온 배터리에서 이온이 이동하는 통로인 액체 전해질을 고체 전해질로 바꾼 배터리다. 액체 전해질은 가연성 유기용매를 쓰기 때문에 내부 단락이나 과열 시 발화 위험이 있는데, 고체 전해질은 타지 않는 소재를 써서 이 위험을 구조적으로 줄이는 것을 목표로 한다. 또한 고체 전해질이 리튬 덴드라이트(충전 중 음극 표면에 바늘처럼 자라는 리튬 결정)를 물리적으로 막아주면, 흑연 대신 리튬금속 음극을 쓸 수 있어 에너지밀도를 높일 여지가 생긴다. 고체 전해질은 황화물계·산화물계·고분자계로 나뉘며, 각각 이온전도도, 대기 중 안정성, 가공 난이도에서 서로 다른 장단점을 가진다. 현재는 전극과 고체 전해질 사이 계면 저항, 충방전 시 부피 변화에 따른 접촉 유지, 대면적 양산 공정이 상용화의 주요 과제로 꼽힌다.