무배터리 기술은 배터리 없이도 전력을 공급하거나 저장할 수 있는 기술로  무선으로 전력을 전송하거나, 앱솔루트 엔코더에 배터리를 사용하지 않거나, 순간정전을 보상하는 장치 등이 있다. 이 기술은 배터리의 수명, 용량, 환경문제 등의 제약을 극복하고, 전력 소모를 줄이고, 메인터넌스 비용을 절감하고, 신뢰성을 향상시키는 등의 장점이 있어 주목받고 있다. 

무배터리 기술은 에너지 저장 장치의 제거와 배터리의 대안을 포함한다. 이는 시스템 설계자에게 새로운 경쟁력과 전자공학에서 중공업에 이르기까지 대규모의 새로운 하드웨어 시장을 제공한다.

자르 리서치 리포트(Zhar Research Report)는 최근 ‘배터리 없는 6G 통신, IoT, 마이크로그리드 및 무배터리 기술 시장, 2023~2043년’ 연구 보고서를 발표했다.

5G RedCap

배터리 없는 무선 장비는 배터리 없이 연간 200억 개가 실행되는 수동형 RFID 및 도난 방지 태그에서 오늘날의 5G RedCap에 이르기까지 다양하다.

5G RedCap은 매우 낮은 전력을 소비하기 때문에, IoT 노드의 경우 배터리 대신 장착하고 신경쓰지 않아도 되는 슈퍼커패시터로 충분할 것이다. 3GPP 릴리스 18은 2024년 완료를 목표로 하고 있는 5G RedCap의 진화 모델을 포함한다. 3GPP가 새로운 버전을 발표한 후 네트워크 가용성과 칩셋을 고려할 때 2028년에 상용화 될 수 있으며, 그때까지 5G 비핸드셋 기기 시장은 매년 4배 증가해 연간 1억 4천만 개가 될 것으로 보고서는 예측하고 있다.

6G 스위프트

2035년경, 6G 통신의 두 번째 단계는 THz 배출량이 모든 곳에 있는 이른바 완전 활성 재구성 가능 지능형 표면에 의해 증폭되고 집중될 것이기 때문에 새로운 인프라에서 배터리 없는 IoT 노드를 작동시킬 것이다. 이는 오늘날 배터리 없는 RFID에 사용되는 후방 산란 원리의 발전된 형태이자 6G 통신의 정당성의 일부인 동시 무선 정보 및 전력 전송 SWIPT라고 부른다.

무배터리 그리드 및 마이크로그리드

향후 10년 이상은 담수화, 데이터 센터, 공장, 광업 및 섬과 같은 대규모 마이크로그리드를 보게 될 것이며, 그리드는 점점 더 100% 태양광과 풍력에 접근하고 많은 그리드가 100% 태양광에만 접근하게 될 것이라고 보고서는 전망했다.

따라서 장기 에너지 저장 LDES가 필수적이다. 이러한 수준에서는 한 달 간의 저장과 일부 계절별 저장이 가능해야 하지만, 대부분의 기술들이 하루 종일 부하 변화를 처리할 수 있을 만큼 충분히 빠르게 전기를 제공하므로 배터리가 필요하지 않다. 자르 리서치가 평가하고 예측한 목록에서 배터리가 전혀 필요하지 않은 옵션은 태양광 주택용 LDES다.

현재는 리튬 이온 배터리에 대해 주목하고 있지만 2035~2040년에는 관심이 빠르게 식을 것으로 보인다. 대부분의 지역에서 태양광 발전처럼 저렴한 비용으로 LDES를 실행할 수 없기 때문이다.

그러나, 철-공기 및 철 산화환원과 같은 배터리가 약 50%의 풍력과 태양광을 사용하여 며칠만 저장하면 되는 그리드 및 마이크로그리드에 대해 경쟁력이 있는 것으로 밝혀지면 새로운 기회가 있는 것도 사실이다. 

더 나은 배터리 교체

배터리 대체품으로는 슈퍼커패시터, 슈도커패시터, 올해 규슈 대학의 거대한 토카막 장치와 도요타 에너지 솔루션 연료 전지 발전기에 채택된 무사시 리튬 이온 커패시터가 있다. 이러한 그리드와 대형 마이크로그리드의 경우 저장된 압축 공기, 액체 공기, 이산화탄소 및 양수발전으로 인해 지연된 전기를 포함해야 한다.

보고서는 저장된 수소, 기타 화학 물질 및 열 에너지에서 지연된 그리드 및 마이크로그리드 전기를 감안하더라도 배터리 대체 시장은 매년 빠르게 성장할 것이라고 전망했다.