리튬이온배터리를 이을 차세대 전지로 떠오르는 ‘리튬황 배터리’에 대해 소개해 드린 적이 있죠. 더 저렴하고, 더 가볍고, 친환경적인 리튬황 배터리를 만들기 위해서는 꼭 필요한 핵심 소재, ‘황’에 대해 알아보겠습니다.
황(Sulfur)의 어원
고대 구약성서에는 불과 함께 ‘황’으로 소돔과 고모라(악과 타락의 도시)를 파괴했다는 이야기가 전해 내려옵니다. 황의 ‘Sulfur’라는 영문 표기 역시, 산스크리트어의 ‘불의 근원’을 뜻하는 ‘Sulvere’로부터 유래된 라틴어 ‘Sulphurium’을 어원으로 하고 있죠.
황의 특징
황은 원자 번호 16번, 원소 기호는 S로 표기하는 비금속 원소로 지구에서 16번째로 풍부한 원소입니다. 상온에서는 노란색의 고체로 존재하지만, 연소할 때는 푸른색 불꽃을 내며 지독한 냄새가 나는 이산화황(SO2)을 발생시키기도 하는데요. 주로 화산 지역에 분포되어 있습니다.
황의 발견
황은 고대부터 사용되어 왔습니다. 이집트에서는 약으로 쓰거나 천을 표백하는 데 사용했으며, 황을 태워 생긴 가스로 집안을 소독하기도 했습니다. 고대의 연금술사들은 ‘세상의 모든 물질은 수은과 황의 혼합으로 이루어져 있다’고 믿을 만큼 황을 중요한 물질로 생각하기도 했는데요. 이후 1777년, 앙투안 라부아지에(Antoine-Laurent de Lavoisier)에 의해 황이 화합물이 아닌 원소임이 밝혀지게 되었습니다.
황의 다양한 역할
오늘날에는 한 국가의 경제 수준을 말할 때 ‘황 소비량’을 언급할 만큼 성냥, 의약품, 비료, 살충제, 제지, 섬유, 금속 등 다양한 산업 분야에 황이 두루 사용되고 있습니다. 황은 생물학적으로도 중요한 역할을 하는데요. 사람의 머리카락, 손톱, 피부 그리고 마늘의 구성 성분인 아미노산에도 황이 함유되어 있죠. 머리카락 타는 냄새, 마늘의 자극적인 냄새도 황이 들어있기 때문입니다.
리튬황 배터리
한편, 리튬황 배터리가 차세대 배터리로서 주목받으면서 배터리 업계에서도 ‘황’에 대한 니즈가 높아지고 있습니다. 리튬황 배터리는 양극 소재로 황을, 음극 소재로 리튬을 사용하는데요. 가벼우면서도 고용량, 고밀도 배터리를 구현할 수 있는 것이 특징입니다.
또한 코발트, 니켈 등의 희귀 금속이 아닌 자원이 풍부한 ‘황’을 사용하기 때문에 가격 경쟁력이 높은데요. 여러 특장점을 갖춘 리튬황 배터리가 만약 상용화된다면 드론, 항공기 등 미래 운송 수단에서 적극 쓰일 것으로 기대되고 있습니다.