일본산업뉴스요약

일본인 3인의 화학반응으로 이노베이션 창출
리튬이온에 대한 강한 집념으로 연결

올 노벨 화학상 수상자로는 반복적으로 충전이 가능한 리튬이온전지를 개발한 아사히카세이(旭化成)의 요시노(吉野) 명예 펠로 등 3명이 발표되었다. 휴대전화 등의 보급에 길을 열어 세계 사람들의 생활을 바꾼 이노베이션을 뒷받침한 것은 요시노 펠로 외에도 일본 연구자 2명의 공헌이 크다.

“굿이너프 선생님이 수상한 것에 대해 대단히 기쁘게 생각합니다”. 요시노 펠로의 노벨상 수상 뉴스에 일본 전체가 흥분에 빠져있던 9일 밤, 한 명의 연구자가 조용히 코멘트를 발표했다.

-- 1970년대부터 고군분투 --
도시바의 미즈시마(水島) 이그젝티브 펠로. 요시노 펠로와 함께 수상이 결정된 미국 텍사스대학의 존 굿이너프 교수 밑에서 리튬이온전지의 전극 개발에 중요한 역할을 담당했던 인물이다.

혁신적인 배터리 개발에 대한 그의 고군분투의 시작은 1970년대로 거슬러 올라간다. “배터리에 대해 전혀 알지 못했다”. 도쿄대학 조수였던 미즈시마 펠로가 배터리개발에 참여하게 된 계기는 해외에서 온 한 통의 편지였다.

편지를 보낸 사람은 국제회의 등에서 알게 된 굿이너프 교수(당시엔 영국 옥스퍼드대학에 재직). 공동연구 제안을 받고 영국에 건너간 미즈시마 펠로는 새로운 배터리 연구와 마주했다. 석유 위기가 일어난 1970년대는 배터리 등의 기술혁신에 기대가 높아졌던 시기이기도 했다.

연구에서 목표로 했던 것은 리튬이온전지의 전극 중 하나인 ‘정극’의 소재 개발이다. 전기 화로에서 폭발을 일으키는 실패 등 시행착오를 거친 끝에 ‘코발트산 리튬’이라고 하는 우수한 소재 개발에 성공했다. 이후 미즈시마 펠로는 도시바에 입사. “당시엔 위대한 발명이나 발견을 했다라는 의식은 없었다”.

하지만 1980년에 발표된 이 연구 성과는 일본의 한 연구자에게 ‘화학 반응’을 일으킨다. 1982년 12월. 요시노 펠로는 연구가 진전을 보이지 않아 침울한 기분으로 연구실 대청소를 하던 날 그는 우연히 읽게 된 해외 문건을 통해 굿이너프 교수와 미즈시마 펠로의 성과를 알게 되었다.

이 두 사람이 발견한 정극에 맞는 부극 소재는 무엇일까? 처음에 착안한 전도성 고분자가 잘 맞지 않자 요시노 펠로는 탄소 소재로 전환했다. 닥치는 대로 대상 후보들을 찾아본 끝에 기적적으로 사내에서 적합한 소재를 찾을 수 있었다. 이 성과로 요시노 펠로는 리튬이온전지의 기본 구조를 확립, 1985년에 특허를 출원했다.

-- 기존 배터리에 한계 나타나 --
신형 배터리 개발은 시대의 요구이기도 했다. 1980년경, 소니의 ‘워크맨’과 비디오 카메라 등 휴대기기들이 보급되기 시작하면서 니켈-카드뮴전지 등 기존의 배터리에서 한계가 나타났다.

1991년, 소니는 리튬이온전지를 처음으로 세상에 내놓았다. 그 주역은 전 업무집행위원인 니시(西) 씨이다. 1966년에 입사 후, 연료전지 등의 개발을 거쳐 리튬이온전지 개발을 담당했다.

그가 직면한 것은 ‘사(死)의 고개’가 아닌 ‘지(止)의 고개’이다. ‘수익으로 이어질지 불투명하다’라는 회의적인 목소리도 사내에 있었다. 상품화할 수 있었던 것은 ‘신형 배터리를 실현하겠다’라는 창업자 모리타(盛田) 명예회장의 강한 의지와 함께 굿이너프 교수 등의 특허를 신속하게 활용했기 때문이다.

이후, 도시바와 구(舊) 산요덴키(三洋電機) 등도 제품화. 리튬이온전지는 일본의 전자산업 관련 기업들의 결정이라고도 할 수 있는 상품으로 성장해 세계시장에서 높은 시장점유율을 차지했다.

-- ‘전자산업 대국’, 지금은 중국과 한국 --
하지만 이러한 전성기는 길게 이어지지 못했다. 한국 기업들이 대두했고, 2010년대 후반에는 중국 기업들이 경쟁에 뛰어들었다. 중국의 CATL은 설립 후 겨우 6년 만에 파나소닉을 제치고 차량용 배터리 시장점유율에서 세계 수위로 떠올랐다.

이러한 상황에도 불구하고 요시노 펠로는 일본 발의 새로운 혁신을 위해 끊임 없이 노력하고 있다. 10일, 일본화학회에서의 기자회견에서 노벨상 상금의 용도에 대한 질문에 “에너지와 환경, 자원에 대한 연구를 지원하고 싶다”라고 답했다. 여러 고난을 극복한 개척자 정신을 다음 세대에 전수하겠다는 결의이다.

 -- 끝 --