화재없는 ESS 소재 싸게 만드는 법 개발했다

에너지기술연구원, KAIST-연세대-이에스 공동 개발
바나듐 레독스 흐름전지 전해액 대량생산 시스템 성공
기존 제조법보다 2.7배 빠르고 생산단가 낮출 수 있어

에너지기술연구원 이신근 박사팀이 고순도 바나듐 전해액을 시간당 40L 생산할 수 있는 촉매반응 시스템. 이 시스템은 이번 연구개발 참여기업인 ㈜이에스에 설치돼 있다. 에너지기술연구원 제공

[파이낸셜뉴스]국내 연구진이 풍력, 태양광 등 재생에너지 발전에 있어서 중요한 에너지저장장치(ESS)의 생산단가를 낮추면서 국산화하는데 성공했다. 연구진이 개발한 시스템은 기존 방법보다도 생산속도가 2.7배 빠르고 시스템 크기도 작아 부지시설 비용과 전력소비가 저감돼 전해액 가격을 낮출 수 있다. 또한 잔여물을 남기지 않고 고순도로 만들 수 있다.

한국에너지기술연구원은 에너지소재연구실 이신근 박사팀이 ESS용 바나듐 레독스 흐름전지의 전해액을 대량 생산할 수 있는 시스템 개발했다고 24일 밝혔다. 연구진은 대량으로 생산한 전해액을 ㈜이에스가 설치한 영국 기업 인비니티의 40㎾h급 바나듐흐름 전지에 넣어 효성중공업으로부터 성능 검증을 완료했다.

이신근 박사는 "이번에 개발한 대용량 촉매 반응기는 전량 해외에 의존하던 바나듐 전해액을 국산화할 수 있고, 실험실 규모로 가능성을 확인한 원천기술을 대량생산이 가능한 수준으로 실증을 했다"고 말했다.

바나듐 레독스 흐름전지는 양극과 음극에 전류를 흐르게 하는 액체물질, 즉 전해액을 바나듐으로 사용한다. 이 전지는 화재 위험성이 없으며 20년 이상의 수명을 갖고 있어 ESS에 적합하지만 리튬이온전지보다 가격이 비싸다.

바나듐 전해액은 전지의 용량, 수명, 성능을 결정하는 핵심소재이면서 전지 가격의 절반을 차지한다.

연구진은 바나듐 전해액 제조 효율을 최대로 발휘하기 위한 촉매 반응 시스템을 구축해 에너지 사용량을 기존 목표대비 50% 이상 줄였다고 설명했다. 또 기존 전기분해법 보다 약 2.7배 향상된 시간당 40L급 촉매반응 시스템을 구축해 고순도 바나듐 전해액 생산에 성공했다. 파일럿 규모 대비 500분의 1로 축소한 반응기를 사용해 2500시간 내구성 검증도 마쳤다.

한편, 연구진은 향후 확보된 대용량 바나듐 전해액 제조기술을 기반으로 국내 ESS시장에 진출 할 예정이다. 우선 해당 기술을 기업에 이전해 전해액 가격 비용을 최소화하는 것을 최우선 목표로 하고 있다. 기존 리튬이온배터리로 구성된 ESS시장에서 바나듐 레독스 흐름전지의 비중을 높여 대용량의 안정적인 에너지 그리드를 확보하는데 주력할 예정이다. 이번 시스템 개발에는 한국과학기술원(KAIST)와 연세대학교, ㈜이에스가 함께 참여했다.

#연세대 #태양광 #ESS #재생에너지 #KAIST #리튬이온전지 #바나듐 #풍력 #대량생산 #에너지기술연구원 #전해액 #공동개발 #화재해결 #레독스 #흐름전지 #이에스
monarch@fnnews.com 김만기 기자

※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스. 무단 전재-재배포 금지