10년 전만 해도 스마트폰을 선택할 때 가장 중요한 기준은 제품의 구조와 성능이었다. 이는 AP(스마트폰 중앙처리장치)와 저장 장치, 화면 크기 등 제품에 따른 기술력의 차이가 컸기 때문이다.

하지만 최근에는 스마트폰 성능 차이가 크게 줄면서 이제는 제품의 디자인과 사용 경험, 브랜드 등이 스마트폰 선택의 핵심 요소로 작용하고 있다. 아울러 배터리의 성능도 중요해지고 있다. 지난 몇 년 간 이어지고 있는 ‘스마트폰 배터리 논란’은 배터리 성능의 중요성을 잘 보여준다.

휴대폰 배터리의 성능 향상 기술은 크게 두 가지로 나뉜다. 배터리가 지닌 용량과 안전성을 확보하는 기술과 사용 전력을 최소화하는 저전력 설계 기술이다. 얼마 전 저전력 기술 분야에서 획기적인 시제품이 등장해 세계적으로 주목을 받았다. 일명 ‘배터리가 없는 휴대폰’이다. 일반적으로 배터리 없이 휴대폰을 작동시키는 건 불가능하다고 알려져 있다. 수십 년 간 꿈꿔왔던 기술의 한계를 넘어선 것일까?

지난 7월 1일 ‘쌍방향·모바일·웨어러블·유비쿼터스 기술 분야 컴퓨팅기구 연합회보’에 따르면 미국 워싱턴대학 연구팀이 배터리 없이 작동하는 휴대전화를 개발했다고 발표했다. 이 연구팀은 별도 제작된 부품이 아닌 이미 사용되고 있는 휴대전화 부품으로 프로토타입 제작에 성공했다고 밝혔다.

프로토타입이란 상품화에 앞서 성능을 검증하고 개선하기 위해 핵심 기능만 넣어 제작한 기본 모델을 말한다. 이는 제품의 대량생산과 상용화로 이어질 수 있는 전 단계를 의미한다.

연구팀은 이 기기로 인터넷 전화 서비스인 ‘스카이프’를 통해 전화를 거는 데도 성공했다. 배터리 없는 휴대폰으로 음성을 송수신하고 기지국과 통신이 가능하다는 것을 입증한 셈이다.

흔히 배터리 없는 휴대폰이라고 하면 전력이 아예 필요 없는 것이라 생각하기 쉽지만 그건 아니다. 휴대폰의 일부 작업을 수행하기 위해서는 극소량의 전력이 필요하다. 앞서 언급했던 프로토 타입 휴대폰의 경우에도 3.5㎼(마이크로와트, 1㎼=10억분의 1kW)의 전력이 필요하다.

그렇다면 배터리가 없는 상태에서 휴대폰에 필요한 전력을 어떻게 얻을 수 있을까? 현재까지 알려진 방법은 두 가지다. 하나는 최대 9.4m 떨어진 기지국에서 전송되는 라디오 신호에서 전력을 수집하는 방법이다. 이를 학계에서는 ‘공기전력공급(Power from the Air)’라고 일컫는다. 이는 라디오 신호뿐 아니라 TV와 와이파이 등 공기 중에 떠다니는 전파에서 에너지를 얻는 방식이다.
 
현 기술로는 작은 센서들의 전기 공급에 필요한 미량의 전력만을 수집할 수 있다고 한다. 이 외에도 쌀알 크기 정도의 태양전지를 통해 주변 광원으로 전력을 얻는 방식도 있다.

저전력 기술은 통신망에서도 찾아볼 수 있다. KT는 스마트폰 배터리 사용량을 절감하는 새로운 네트워크 기술을 LTE 전국망에 적용했다. KT 가입자는 별도 업데이트나 기기 변경 없이 해당 네트워크를 이용할 수 있다.
 
업체에 따르면 최근 출시된 삼성전자 갤럭시 S8을 기준으로 해당 네트워크를 통해 유튜브 동영상을 시청할 경우, 기존에 비해 최대 45%까지 배터리를 더 오래 쓸 수 있다고 한다. 이로 인해 전체 스마트폰 평균 이용 시간이 40% 정도 늘어나는 효과가 있다고 한다.

IT 발전 역사를 보면 ‘속도는 빠르게, 용량은 더 크게, 크기는 더 작게’로 요약할 수 있다. 그 과정에서 스마트폰 성능 향상과 함께 배터리 기술도 발전해 왔다.
 
전문가들은 ‘배터리 없는 휴대폰’ 개발이 배터리 성능과 연관되는 저전력 기술의 전환점이 될 것으로 예상하고 있다. ‘No 배터리’ 시대로 향하는 저전력 기술이 미래의 모습을 어떻게 바꿔 놓을지 기대된다.

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