레독스플로전지, 신재생에너지 시장 잡나…"기다려, 리튬이온!”[수정]

‘레독스플로전지(RFB)’가 차세대 배터리로 떠올랐다. 태양광과 풍력발전소 시설 효율성을 높여주기 때문이다.

레독스플로전지는 액체 전해질 전기화학반응에 따라 충·방전을 거듭하며 수명 제약이 거의 없는 이차전지다. 19세기 프랑스에서 처음 개발됐으나 낮은 에너지 밀도로 인해 납축전지, 리튬이온전지에 밀려왔다.

유니에너지테크놀로지스(UniEnergy Technologies) 직원이 자사의 레독스플로전지(RFB) 장비를 살펴보고 있다. <자료=유니에너지테크놀로지스>

뉴욕타임스(NYT)는 최근 미국 워싱턴 주 풀먼에서 레독스플로전지를 도입한 신재생에너지 시험 사업을 시작했다고 26일 밝혔다.

산학연이 공동 참여하는 이 프로젝트는 총 700만달러(약 76억원)를 투입, 레독스플로전지 기반 전력에너지를 보급한다. 전력량이 피크에 달하면 레독스플로전지에 저장된 신재생에너지가 그리드에 전달, 전기를 추가 공급한다. 대형 무정전전원공급(UPS) 장치로 활용할 수 있는지도 검증한다.

시험 사업에 사용되는 ‘풀먼 배터리(Pullman Battery)’는 유니에너지테크놀로지스가 제작했으며 메가와트 단위 전기를 저장하고 3~4시간 동안 내보낸다. 오후 시간대 평균 500가구가 쓰는 전력량과 맞먹는다. 배터리에 들어간 바나듐염은 미국 에너지부 산하 국립 연구소 PNNL에서 특수 개발했다.

뉴욕타임스는 신재생에너지 시장에서 레독스흐름전지 가능성을 주목했다. 전문가는 그리드 저장용으로는 리튬이온전지보다 레독스플로전지가 유리하다고 주장한다.

임레 국 미국 에너지부(DOE) 에너지 프로그램 본부장은 “신재생에너지에서 레독스플로전지 중요성이 커진다”며 “리튬이온전지, 납축전지 등은 풋프린트가 적어 고정형에선 유용하지 않다”고 말했다.

태양광·풍력 발전소 등 신재생에너지 시설에서 배터리는 에너지 효율을 높인다. 대낮에 태양광 패널에서 얻는 잉여 전력을 배터리에 저장한 뒤 저녁이 되면 이를 내보내는 식이다.

최근 배터리 가격과 관련 제어 장비 가격이 동반 하락하면서 신재생에너지 시장에서 배터리 수요가 늘어날 전망이다. 전기차가 늘면서 현재로서는 리튬이온전지 수요증가가 예상된다. 테슬라가 대표 수혜주다.

리튬이온전지와 납축전지는 에너지 밀도가 높아 한 번에 대량 출력을 낼 수 있고 소형화하는 데 유리하지만 충·방전을 할수록 에너지 효율성이 떨어진다. 레독스플로전지는 액체 전해질을 저장하는 탱크에 원하는 전력량을 만들어낼 만큼의 전해질만 주입하면 계속 전기를 만들어낼 수 있다. 대용량 전력이 필요한 신재생 에너지 그리드 사업에서는 소형화가 그리 중요하지 않다. 고정형이기 때문에 크기와 무관하다. 그 대신 시간이 지나도 지속적으로 에너지를 공급해야 한다.

릭 윈터 유니에너지 최고운영책임자(COO)는 “다른 전지는 충·방전 사이클이 많아지면 반드시 교체해야 하고 수명도 짧다”며 “레독스흐름전지는 수없이 충방전 사이클을 반복하더라도 동일한 전력에너지를 공급한다”고 말했다.

김주연기자 pillar@etnews.com

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