유럽은 최근 몇 년간 배터리 산업에서 큰 도전을 했지만, 몇 차례 두드러진 실패를 맛봤다. 스웨덴의 노스볼트와 노르웨이의 모로우가 모두 파산 신청을 했고, 유럽에서는 대륙이 또 다른 기술 전환을 놓친 게 아닌지 우려하는 목소리가 나온다. 더 많은 운송과 산업이 화석 연료에서 전기로 전환하면서 배터리는 성장 사업이 될 가능성이 크다. 하지만 신제품을 시장에 내놓기까지 걸리는 시간과, 특히 중국과의 잔혹한 경쟁은 상당한 위험을 감수해야 한다는 뜻이다.

해답이 상상할 수 없을 만큼 작은 규모에 있을까? 점점 더 많은 투자자와 연구자들이 그렇게 생각한다. 1나노미터는 10억 분의 1미터에 불과하지만, 바로 그 수준에서 가장 중대한 작업이 이루어지고 있다. "이걸 성공시키면 정말 많은 산업에 영향을 미치지만, 위험한 사업이기도 하다"라고 네덜란드 기술 기업 라이덴자르의 최고경영자 크리스티안 루드가 말한다.

18세기 전지의 전신에서 이름을 딴 라이덴자르는 플라스마 증착이라는 기술을 사용해 모든 배터리의 필수 구성 요소인 더 가볍고 효율적인 음극을 만든다. 실리콘은 음극에 사용하기 매우 효과적이고 저렴한 소재지만, 순수 실리콘은 배터리가 작동하고 재충전될 때 팽창과 수축을 반복해 균열이 생긴다. 그러나 플라스마 증착을 이용하면 라이덴자르는 아주 얇은 층을 하나씩 쌓아 균열에 강한 초박형 순수 실리콘 포일을 만들 수 있고, 이를 통해 배터리 수명, 충전 속도, 에너지 밀도를 크게 높일 수 있다(라이덴자르에 따르면 최대 50%). "보통 순수 실리콘 음극은 부서지는데, 이건 안정적으로 유지되니 정말 멋진 발명이었다"라고 루드는 말한다. "우리는 배터리의 병목을 해결한다."

상업적 규모 생산은 2026년 말에 시작되지만, 여기까지 오는 데 10년이 걸렸다. 이른바 딥테크 혁신에 필요한 시간과 투자의 정의 그 자체다. 라이덴자르의 공장이 네덜란드 에인트호번에 있는 것은 우연이 아니다. 이곳은 ASML과 컴퓨터 칩 산업의 다른 중요한 플레이어들의 본거지다. "많은 사람들이 생태계에 대해 이론적으로 이야기하지만, 이곳이 우리의 경쟁 우위 원천 중 하나라고 말할 수 있다"라고 루드는 말한다. "반도체에서 배터리로의 교차가 우리를 다르게 만든다. 실험실에서 원리를 입증한 후에는 반도체 기술과 공급업체와 협력해야 산업화가 가능하다. 이는 많은 위험을 의미하지만, 특허와 지적 재산권 확보 측면에서 많은 기회도 의미한다. 그리고 그건 미국이나 중국에서 훨씬 더 어렵다."

네덜란드와 유럽 전역에는 배터리 시장에서 나노기술을 개발하려는 여러 소규모 딥테크 스타트업이 있다. 그중 하나는 네덜란드 델프트에 있는 스타트업 파월로, 오늘날 배터리의 원료인 분말을 나노코팅하는 상업적 규모 장비를 개발하고 있다. 다시 말하지만 규모는 작고, 이 기술 역시 반도체 산업에서 탄생했다. 개별 분말 입자는 마이크로미터로 측정되고, 코팅은 나노미터로 측정되며, 원자층 증착이라는 기술을 사용해 적용된다.

파월의 CEO 로데릭 콜렌은 이 시스템이 오늘날 배터리의 성능을 조정하고 개선할 여러 기회를 제공한다고 말한다. "배터리를 수천 번 사용하면 이전보다 성능이 떨어진다. 그런 성능 저하나 노화는 나노코팅을 사용하면 늦출 수 있다"라고 콜렌은 설명한다. "더 높은 용량이나 빠른 충전을 가진 흥미로운 신소재, 이런 새로운 개발들이 있다. 그것들은 보통 한 가지 요소는 매우 좋지만 내구성 측면에서 약하다." 그리고 그렇다면 결코 상업적 제품이 될 수 없다. "바로 그때 우리가 개입해서, 이러한 신소재를 효과적으로 가능하게 하는 보호 코팅을 제공한다."

분말과 코팅은 가스에 의해 운반되어 함께 모인다.