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국내 대학 연구팀이 화재위험이 없고 수명을 획기적으로 늘린 저비용 에너지저장장치(ESS) 기술을 개발했다.
부산대학교는 나노에너지공학과 박민준 교수 연구팀이 3D 프린터를 이용한 간단한 설계와 저렴한 아연·망간을 활용해 에너지저장장치 전지의 수명을 증가한 연구 결과를 발표했다고 10일 밝혔다.
연구팀은 차세대 ESS용 레독스 흐름 전지 가격의 40%를 차지하는 이온교환막을 제거한 새로운 저비용 아연-망간 레독스 흐름 전지를 개발했다.
화학적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 충전식 배터리인 '레독스 흐름 전지'는 전지의 수명과 안전성을 높여 대규모 에너지 저장이 필요한 ESS에 적합한 이차전지로 주목받고 있다.
ESS는 태양광·풍력 발전과 함께 사용해 전력 공급을 안정화하거나, 전력 피크 시간에 공급을 조절해 병원·데이터센터 등에 장시간 전력 공급을 가능하게 해준다.
연구팀은 "기존 리튬 이온 배터리가 고체 전극에서 반응이 일어나는 과정에 열이 쌓여 과열·발화 가능성이 있고 충·방전을 반복하면서 전극이 손상돼 합선 위험이 있지만, 레독스 흐름 전지는 액체 전해질을 사용해 과열되지 않으며 폭발 위험이 없다"고 설명했다.
연구팀은 또 전지 가격의 40% 이상을 차지하는 이온교환막을 제거한 '펌프 순환형 스택 구조'를 개발했다.
그러면서 아연과 망간 소재를 사용해 비용을 낮추고 양극과 음극과 동시에 작용할 수 있는 친환경 다기능 아미노산 첨가제를 전해액에 적용해 수명과 용량을 끌어올렸다.
박민준 교수는 "동일 용량의 아연 망간 레독스 흐름 전지 중 최고 수명인 선행 연구 대비 전지 성능이 10배 높아진 것으로 나타났다"며 "이번 연구는 화재 위험이 없는 안전한 ESS 보급과 상용화에 기여할 것"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈' 3월 3일 자에 게재됐다.
연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단에서 지원받아 부산대 나노에너지공학과 박민준 교수팀과 강준희 교수팀, 국립부경대 오필건 교수 연구팀이 공동으로 진행했다.
- 연합뉴스
- 저작권자 2025-03-12 ⓒ ScienceTimes
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