에너지기술연구원, 레독스 플로전지 상용화

대용량 에너지 저장장치(ESS)에 적합한 대용량 2차전지 기술이 개발됐다.

한국에너지기술연구원(원장 한문희)은 대용량 2차 전지 가운데 유력한 시스템 중 하나인 ‘레독스 플로전지 기술’을 국내 최초로 개발, ‘5㎾급 스택’과 ‘레독스 흐름 전지 시스템’을 제작해 실증에 성공했다고 15일 밝혔다.

연구원측은 5㎾급 스택을 레독스 흐름 전지 시스템에 적용해 충·방전 시험기로 성능 시험을 한 결과, 세계 최고 수준의 생산 제품과 동등한 출력 성능을 보였다고 발표했다. 또 효율에서도 5~10% 앞섰다고 설명했다.

레독스 플로전지는 기존 2차전지와 달리 전해액에 용해된 바나듐 이온이란 활성물질이 전자를 주고받아 충·방전되는 시스템으로 이론상 수명의 제약이 거의 없다. 기존 리튬 이온전지의 수명보다 10배 이상 길며 가격도 같은 용량 대비 3분1 수준이다. 다만 에너지 효율이 리튬에 비해 낮지만 리튬의 용량이 커지면 에너지 효율이 낮아져 대용량 에너지 저장장치 분야에서는 가격경쟁력을 확보할 수 있다는 평가다. 특히 건물에 설치해 정전이나 급격한 전력수요 증가에 대응하는 에너지저장 기술 분야에 적합한 시스템이다.

이번에 개발된 레독스 플로 전지 시스템은 크게 스택과 전해질 탱크로 구성되며 전기화학반응이 일어나는 스택의 경우, 상온에서 작동이 가능해 20년 이상 사용할 수 있다. 또 활성물질로는 바나듐을 사용해 반영구적으로 사용할 수 있어, 안전성과 장수명, 폐기 처리 등 전력저장용 2차 전지의 조건을 갖췄다.

이번 ‘5kW급 레독스 플로 전지 스택과 시스템 개발’은 입출력 변동 폭이 커서 연속 공급이 불가능했던 신재생에너지 발전시스템의 문제를 해결, 전력의 안정적 공급이 가능하게 할 전망이다.

진창수 에너지기술연구원 변환저장소재연구센터 박사는 “기존 황을 이용한 NAS 전지가 일본에서 많은 특허를 보유하고 있고, 300도 이상고온에서 작동하는 것과 달리 레독스 플로전지는 특허 국가가 거의 없고 상온에서 이용이 가능해 대용량 에너지저장장치에 적합한 차세대 에너지 저장기술”이라고 설명했다.

그는 이어 “현재 일반 가정에서 하루 사용하는 전량의 2∼3배인 5㎾급에서 성공을 거둔 만큼 내년부터 대기업과의 연계를 통해 수㎿급 에너지저장장치도 상용화가 가능할 것”이라고 말했다.

이경민기자 kmlee@etnews.co.kr