리튬전지보다 가격↓성능↑ ‘물 기반 이차전지’ 개발

[헤럴드경제=구본혁 기자] 기존 리튬이차전지보다 가격을 45배 이상 낮추고 높은 효율을 구현한 차세대 이차전지 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST) 김희탁 교수와 김상욱 교수 공동연구팀은 전기화학 소자의 핵심부품인 멤브레인을 사용하지 않는 신개념 물 기반 아연-브롬 전지를 개발했다고 8일 밝혔다.

현재 에너지저장장치(ESS)에 사용되고 있는 리튬이차전지는 발화성 유기 전해액 및 리튬계 소재를 채용해 발화 위험성이 매우 높다.

국내에서는 지난 2017년부터 총 21건의 에너지저장장치 화재가 발생했으며, 1490개 시설 중 35%인 522개의 가동이 중단되기도 했다.

이 같은 이유로 물을 전해질로 사용하는 물 기반 이차전지 기술이 에너지저장장치용 차세대 이차전지로 주목받고 있다.

KAIST 연구팀은 일본, 미국에 의존하던 값비싼 멤브레인 소재를 사용하지 않는 새로운 물 기반 아연-브롬 전지를 개발했다.

이 기술은 멤브레인의 기능을 전극이 담당하고 브롬을 외부 탱크가 아닌 전극 내부에 저장함으로써 펌프 및 배관을 제거, 가격은 낮추고 에너지 효율을 높였다.

연구팀의 실험결과 기존 리튬이차전지보다 제작 가격이 45배 이상 저렴할 뿐만 아니라 에너지 효율 83% 이상 1000번 이상 구동이 가능한 것으로 나타났다.

김상욱 교수는 “차세대 물 기반 전지의 한게를 극복하기 위해 나노소재 기술을 이용한 새로운 해결책을 제시했다”고 말했다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 12월 27일자 표지논문으로 게재됐다.