자동차 배터리의 재생

축전지로 재사용, 희소 금속 회수

최근 수명이 다한 리튬이온2차전지(LIB)를 재생하는 움직임이 두드러지기 시작했다. 정치형 축전지로 재사용하거나, 리튬(Li)이나 니켈(Ni), 코발트(Co) 등 희소금속을 회수해 리튬이온2차전지의 양극재로 재사용하는 케이스도 나오고 있다.

그 배경에는 공급 국가가 한정되어 있는 희소금속의 부족과 폐기된 리튬이온2차전지로 인한 환경오염 등에 대한 위기감이 있다. ‘전기자동차(EV) 시프트’의 진전을 주시하면서 리튬이온2차전지 재생이라는 새로운 시장으로의 참여를 목표로 기술개발을 추진하는 기업들의 움직임을 취재했다.

Part1. 동향
시장 선점을 위한 기술개발인가, 헛된 꿈을 쫓는 것인가?

세계적인 EV 시프트의 흐름과 함께 수명이 다했거나 제조 공정에서 폐기되는 리튬이온2차전지를 재생하는 움직임이 빠르게 증가하고 있다.

EV 등에 사용되는 리튬이온2차전지는 충∙방전을 반복하면 열화(劣化)되어 EV의 항속거리가 짧아진다. 이 때문에 사용 개시 후 10년 정도에 수명이 다하는 케이스가 많다.

위성간 통신으로 오키나와도 서비스 영역화

KDDI는 미국 스페이스X(SpaceX)와의 업무 제휴를 통해 제공하고 있는 위성 브로드 밴드 서비스 ‘스타링크(Starlink)’의 사업 전개를 가속화할 방침이다.

금년 7월 3일, KDDI는 해상에서의 이용을 위한 서비스를 개시한 것 외에도 8월 2일부터 와이어앤와이어리스(Wi2)와 공동으로 스타링크를 활용한 ‘야마고야(山小屋) Wi-Fi’의 본격적인 서비스 제공을 개시했다. 지금까지 브로드밴드의 공백 지대였던 바다나 산 등의 지역을 지구의 저궤도를 주회하는 통신 위성인 컨스텔레이션으로 커버할 수 있게 되었다.

또한, 올 7월에는 지금까지 스타링크를 이용한 통신 서비스가 제공되지 못했던 오키나와(沖縄) 현에서도 법인 및 자치체 전용 위성 브로드밴드 서비스 ‘스타링크 비즈니스(Starlink Business)’를 개시했다. 컨스텔레이션을 구성하는 위성 간이 통신해 메시 네트워크를 만드는 ‘위성간 통신’을 이용해 실현했다.

지금까지 스타링크에서는 1개의 위성이 커버하는 범위 내에 안테나와 지상국이 존재하는 경우에 통신이 성립되었지만, 오키나와 현은 일본에 설치된 지상국으로부터 멀기 때문에 서비스 제공 범위 밖이었다.

용도 확대로 상업용 경차 EV도 조준

혼다가 교환식 리튬이온 배터리팩의 용도를 확대하기 위한 대응을 가속화하고 있다. 이 배터리팩은 지금까지 혼다의 전동 이륜차나 인도의 전동 삼륜택시 등에 채택되고 있지만 상업용 경차 EV(전기자동차)도 조준한다.

이 배터리팩을 탑재한 상업용 경차 EV의 컨셉트카 ‘MEV-VAN Concept’를 혼다는 ‘JAPAN MOBILITY SHOW(JMS) 2023’(일반 공개: 2023년 10월 28일~11월 5일, 도쿄 빅사이트)의 프레스 데이에서 공개했다. 가솔린 엔진을 탑재하는 혼다의 상업용 경차 ‘N-VAN’을 베이스로 개발한 차량이다.

JMS 2023에서 공개한 컨셉트카는 혼다의 교환식 배터리팩 ‘Honda Mobile Power Pack e:’를 짐칸 바닥 아래에 8개 탑재했다. 이륜차나 인도의 삼륜택시 등에 채택되고 있는 것과 같은 제품이다. 배터리팩 1개의 용량은 1.3kWh. 이 배터리팩을 8개 병렬로 접속했으며, 총 용량은 10.4kWh이다.

충전당 주행거리(항속거리)는 국제기준 ‘WLTP 모드(Class1)’로 75km다. 항속거리가 짧기 때문에 혼다는 라스트 원마일 배송 등 단거리 수송에서 이용하는 것을 상정한다.

SOEC의 실증 실험을 개시

덴소는 2030년의 실용화를 목표로 고효율의 물전기분해 장치인 SOEC(Solid Oxide Electrolysis Cell, 고체산화물 수전해) 개발을 가속화하고 있다. 23년 7월부터 덴소의 히로세제작소(아이치현)에서 실증실험을 개시했다.

히로세제작소에서는 SOEC를 이용해 제조한 수소를, 파워카드의 시제 라인에서 활용한다. 파워카드는 전동차 모터를 제어하는 인버터의 핵심 부품이다. 25년 이후에는 SOEC를 구동하는 전력에 히로세제작소 내에 설치하는 태양광 발전 장치를 이용할 예정이다.

SOEC는 섭씨 약 700도의 고온 환경에서 물을 산소와 수소로 전기 분해하는 장치다. 물은 고온이 될수록 낮은 전압으로 분해할 수 있는 성질이 있기 때문에 저온에서 동작하는 다른 수전해 장치에 비해 소비전력을 억제하기 쉽다. 고온에 견딜 수 있는 세라믹막을 쌓아 올린 ‘셀 스택’을 단열재로 덮인 ‘핫 모듈’에 넣고, 거기에 수증기를 보내 전기 분해한다.

덴소는 소비전력을 더 줄이기 위해 SOEC에 차량탑재 부품 기술을 응용하고 있다. 

새로운 세그먼트에서 숫자 공개

“본업(핵심사업)을 훌륭하게 보여주는 ‘도키타(時田) 매직’이다. 도키타(時田) 사장은 취임 이래 주가를 2.3배 높였다. 사장으로서 아마 마지막 해인 2023년도에 더 올릴 것이다”. 후지쓰가 2023년 7월 27일, 23년 4~6월기 결산을 신사업 세그먼트에서 발표한 목적을 후지쓰의 마케팅 본부에 재적하고 있던 OB는 이렇게 해설한다.

본업인 기업용 IT사업 ‘테크놀로지 솔루션’을 ‘서비스 솔루션’과 ‘하드웨어 솔루션’으로 나눴다.

전자의 서브 세그먼트로서 ‘글로벌 솔루션’을 신설. 새로운 영역을 개척하는 Fujitsu Uvance 사업을 주로 담당한다. 글로벌이라고 이름 붙이고 있지만 실상은 국내 사업이며, 긍정적으로 생각하면 성장의 여지가 있다.

후자에는 하드웨어 본체에 더해 기본 소프트웨어와 보수 서비스를 포함했다. 3종 세트로 해 두면 하드웨어 사업 매각이라는 선택지를 가질 수 있다. 기존의 ‘솔루션 서비스’와 ‘해외 리전’에는 하드웨어 사업이 섞여 있었다.

양자컴퓨터의 실용화를 가속하는 대응
계산기가 다루는 정보가 폭발적으로 증가하는 가운데 장기적으로 지속 가능한 계산기 아키텍처의 실현이 요구되고 있다. 본 특집에서는 계산 자원의 하나이기도 한 양자컴퓨터에 대한 기대가 높아지는 가운데 NTT가 착수하는 ‘양자컴퓨팅 시스템 아키텍처’의 실현을 위한 도전을 소개한다.

양자컴퓨터의 시스템 아키텍처 실현을 위해
NTT 컴퓨터&데이터사이언스연구소에서 착수하고 있는, 양자컴퓨터의 능력을 최대한 발휘하는 아키텍처 실현을 위한 이론연구와 실용화를 위한 시스템/소프트웨어 기술 개발에 대해 소개한다.

이징머신 활용 어플리케이션의 개발을 지원하는 컴퓨팅 시스템
새로운 원리에 근거해 연산하는 이징머신 과제를 해결하기 위한 SDK(Software Development Kit) 및 컴퓨팅 시스템의 연구 개발에 대해 소개한다.

초전도 양자 컴퓨터의 시스템 설계와 개발
2023년 3월에 런칭한 양자컴퓨터에서 양자비트를 제어해 클라우드 서비스로서 이용할 수 있도록 하기까지의 대응, 클라우드 서비스 구조 및 향후 전망에 대해 소개한다.