에너지저장장치 폭발 위험 낮출 핵심 소재 개발

에너지저장장치 폭발 위험 낮출 핵심 소재 개발
한국화학연구원 '바나듐 레독스 흐름 배터리' 이온 전달막 구현



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 차세대 에너지저장장치(ESS)에 쓰일 핵심 소재가 국내에서 개발됐다.
한국화학연구원(화학연)은 홍영택·김태호·이장용 박사팀이 레독스 흐름 배터리 이온 전달막을 구현했다고 25일 밝혔다.
현재 ESS는 대부분 리튬이온 전지를 사용하는 전기 화학적 방식 시스템으로 상용화했다.
출력 용량은 높지만, 안전에 취약한 단점을 지녔다.
최근 우리나라에서 잦은 폭발 사고를 일으키면서 그 위험성을 지적하는 목소리가 높아졌다.
바나듐 레독스 흐름 배터리는 이런 관점에서 리튬이온 방식을 대체할 주자로 주목받는다.
대용량으로 만들 수 있고, 화재 위험이 없는 것으로 알려졌다.


바나듐 레독스 흐름 배터리는 황산에 바나듐을 녹인 전해액이 산화·환원 반응을 일으키며 에너지를 충·방전하는 시스템이다.
배터리 안에는 이온 전달막이라는 소재가 있는데, 화학반응에 필요한 수소 이온을 통과·전달하는 역할을 한다.
배터리 성능과 수명을 좌우할 정도로 중요하다.
연구팀은 세계에서 처음으로 비과불화탄소계 이온 전달막을 만들었다.
과불화탄소계보다 싸고 친환경적이다.
설폰산 기를 갖는 새로운 폴리페닐렌 구조 멀티블록 공중합체를 설계한 후 강화 복합 막 형태로 제조했다.
새로운 소재는 높은 전류밀도에서 강한 내구성과 우수한 성능을 유지했다.
화학연은 지난해 11월 기업에 해당 기술을 이전했다.
현재 배터리 완제품에 적용돼 수명 테스트를 포함한 기초 성능 실험을 마쳤다.


화학연 홍영택 박사는 "배터리 생산 비용을 kWh당 300달러 이하로 낮추는 데 이바지할 것"이라며 "출력 변동성이 심한 신재생 에너지를 고품질 전력으로 전환해 전력망에 공급할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
비상 전원이나 전기자동차 급속 충전소 등에도 적용할 수 있을 것으로 연구팀은 내다봤다.
연구는 과학기술정보통신부 한국화학연구원 주요사업으로 수행했다.
walden@yna.co.kr
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