이미지 확대보기그동안 전기화학 소자의 핵심 부품으로 사용된 멤브레인 없이 에너지 효율 80% 이상을 유지하며 1천 번 이상 구동할 수 있도록 제작했다.
에너지 저장 장치(ESS)는 전기 에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용할 수 있도록 만들어졌다. 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 불안정한 전력 공급을 해결하기 위한 대안으로 주목받고 있다.
그동안은 ESS용 이차전지로 리튬이온전지가 사용됐다. 발화성 유기 전해액·리튬계 소재로 인한 발화 위험성으로 대체재 개발의 필요성이 제기됐다.
이에 따라 비 발화성 물 기반 이차전지 기술이 차세대 이차전지로 주목받고 있다. 그 중에서 아연·브롬 레독스 흐름 전지는 높은 구동 전압·에너지 밀도를 가지고 있어 1970년대 이후로 꾸준히 개발되고 있다.
아연·브롬 레독스 전지는 브롬이 아연과 반응해 전지 수명을 단축시키는 단점을 가지고 있다. 이를 억제하기 위해 멤브레인을 사용했으나 가격 증가·출력 저하 등 추가 문제가 발생했다.
카이스트(KAIST) 연구진은 멤브레인과 첨가제를 사용하지 않는 물 기반 아연·브롬 전지를 개발했다. 전지 전극에 브롬을 포획할 수 있는 기능을 추가해 멤브레인을 사용하지 않고도 브롬 이동을 차단하는데 성공했다. 또한 브롬을 전극 내부에 저장해 기존에 사용됐던 펌프·배관을 제거할 수 있어 가격은 낮추면서 에너지 효율은 높일 수 있게 됐다.
김희탁 교수는 "이번 연구를 통해 기존보다 안전하고 경제적인 에너지저장장치의 개발이 가속화되길 기대한다"고 전했다.
송광범 기자 postmoneynews@gmail.com
