'바나듐 레독스 흐름전지용 전해액' 신공정 개발

기존 기술 대비 전해액 생산 비용 40% 낮출 수 있는 새로운 기술

연구에서 개발된 촉매반응기 및 이를 이용한 전해액 연속 제조

[아시아경제 김철현 기자] 한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)은 김희탁 생명화학공학과 교수와 한국에너지기술연구원 에너지소재연구실 이신근 박사 공동연구팀이 생산 비용을 40% 줄인 '바나듐 레독스 흐름전지용 고순도 전해액' 생산 공정 개발에 성공했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 온라인판에 최근 게재됐다.

최근 리튬이온전지 기반 대용량 에너지 저장장치의 발화사고가 빈번하게 발생하면서 수계 전해질을 이용하는 비 발화성 바나듐 레독스 흐름전지에 대한 관심이 커지고 있다. 바나듐 레독스 흐름전지는 안전성뿐 아니라 내구성 등의 장점이 있어 대용량 에너지 저장장치로의 응용이 기대되고 있으나 리튬이온전지 대비 높은 가격으로 인해 시장 확대가 지연되고 있다.

연구팀은 유기 연료전지의 촉매 기술을 응용해 잔류물이 남지 않는 환원제인 포름산의 활성을 증대시키는 기술을 이용했다. 이를 통해 시간당 2리터급 촉매 반응기를 개발했고 연속 공정을 통한 고순도의 바나듐 전해액 생산에 성공했다. 이번 촉매반응을 이용한 제조공정은 전기분해 방식 대비 효율적인 공정 구조를 가져 생산 공정 비용을 40% 줄일 수 있다. 또한 촉매 반응기를 통해 생산된 전해액은 기존 전기분해 방식으로 만들어지는 전해액과 동등한 성능을 보여 그 품질이 검증됐다.

김희탁 교수는 "촉매를 이용한 화학적 전해액 제조기술은 원천성을 가지고 있어 비 발화성 대용량 에너지 저장장치 분야의 국가 경쟁력을 높일 수 있다"라고 말했다. 이신근 박사도 "한국에너지기술연구원에서 개발된 촉매 반응기를 통해 기술의 산업화가 촉진될 것으로 기대한다"라고 했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr