“폭발 위험없고” 가격도 저렴…ESS ‘철 크롬 흐름전지’ 효율 높였다 작성일 02-02 10 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- UNIST 이현욱 교수팀</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="61t4GgOctn"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d239deb63b51258f87738e2f5f1afe9e60fd4d7942d9b23dc76171e47c609b87" dmcf-pid="PtF8HaIkZi" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이현욱 교수(왼쪽)와 비티야 무랄리다란 연구원.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/02/ned/20260202104247033dzjm.jpg" data-org-width="887" dmcf-mid="4yyzCMAi5o" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/02/ned/20260202104247033dzjm.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이현욱 교수(왼쪽)와 비티야 무랄리다란 연구원.[UNIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="ee3f1536e13e4501d2d0f3e185cb13eb41bdd32039577c1f8f5472bc6445e001" dmcf-pid="QZ5VWLmjXJ" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 폭발 위험은 없고 저렴한 차세대 대용량 에너지저장장치(ESS)인 ‘철-크롬 레독스 흐름전지’의 성능을 끌어올린 기술이 나왔다. AI 데이터센터 처럼 막대한 전력을 소비하는 시설에 안전하고 저렴한 비상 전력을 공급할 수 있는 기반이 마련됐다는 평가다.</p> <p contents-hash="8eebbd2306ef6d846c6afa8570726e754bfd46759963b6e4c9db11ac812e63d4" dmcf-pid="x51fYosA5d" dmcf-ptype="general">UNIST 에너지화학공학과 이현욱 교수팀은 전극 표면에 비스무트(Bi)를 코팅하는 방식으로 철-크롬 레독스 흐름전지에서 크롬의 반응 속도를 10배 이상 높이고, 동시에 기생 부반응을 억제해 배터리 에너지 효율을 개선했다고 2일 밝혔다.</p> <p contents-hash="b5f9270d8b3567b74a64f5e97e5af3222cc2f2655c15916387c39734435b0981" dmcf-pid="ynLCRt9Ute" dmcf-ptype="general">철-크롬 레독스 흐름전지는 전기 저장물질인 철과 크롬이 녹아 있는 수용액을 별도 탱크에 보관했다가 필요할 때 전극으로 흘려보내는 방식으로 충·방전이 이뤄지는 차세대 배터리다. 휘발성 전해질 대신 물을 써 폭발 위험이 낮은데다 철과 크롬은 저렴하고 매장량도 풍부해, 다른 금속 기반 레독스 흐름전지보다 원가 경쟁력이 높다.</p> <p contents-hash="3bff9485df2df127f8cddfacbb2d600e7cde96c6470f17df29fe56c9f953bf91" dmcf-pid="WLoheF2u5R" dmcf-ptype="general">문제는 크롬의 낮은 반응성과 부반응이다. 크롬의 반응이 낮은 탓에 더 높은 전압을 걸어 배터리를 충전해야 했고, 수소 생산 부반응은 충전 시 저장되어야 할 전자를 부반응을 일으키는 데 소모하게 만든다. 충전으로 저장한 에너지 중에서 실제로 꺼내쓸 수 있는 에너지 비율이 충·방전을 거듭할수록 낮아지게 된다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8703e63368276334cee3a1472232f6bd16585b3edbad446fb77ed1a62f0ff541" dmcf-pid="Yogld3V75M" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="비스무트의 크롬 반응 속도 향상과 부반응 억제 효과.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/02/ned/20260202104247272dint.png" data-org-width="1280" dmcf-mid="8wEGaqx2XL" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/02/ned/20260202104247272dint.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 비스무트의 크롬 반응 속도 향상과 부반응 억제 효과.[UNIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="64c1ceb2c5702cfbc681d92e41cdd0d0d4cbcb2c7283c5a98faa818a7343019a" dmcf-pid="GgaSJ0fzHx" dmcf-ptype="general">연구팀은 전극에 비스무트를 코팅하는 방식으로 이 두 가지 문제를 동시에 해결해 에너지 효율을 높였다. 비스무트가 크롬의 산화·환원 반응은 빠르게 만들어 주는 반면, 수소 발생 반응은 오히려 억제하는 ‘선택적 반응 조절자’ 역할을 하는 덕분이다.</p> <p contents-hash="21d808f600f770df8d3faaebccba3c1f53f115d2995a685cd9e643cc14d83710" dmcf-pid="HaNvip4qYQ" dmcf-ptype="general">실제 실험 결과, 비스무트 코팅이 전용된 전지는 500회 이상의 충·방전 실험에서도 에너지 효율을 평균 75.22% 수준으로 유지했다. 일반적인 철-크롬 레독스 흐름전지는 수백 회 충·방전을 거치기 전에 에너지 효율이 40%대로 떨어지는 경우가 많다. 크롬의 반응 속도 상수도 기존 전극보다 약 10배 증가했다. 또 수소 발생 부반응이 크게 줄어, 충전 시 투입된 전자가 실제 배터리 반응에 사용되는 비율인 쿨롱 효율도 99.29%에 달했다.</p> <p contents-hash="4c769251a403ab06765ad4d47b69193f4dd2cf0fb35ff5be7aff63f8685c5ea9" dmcf-pid="XNjTnU8BZP" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 선택적 반응 조절자 역할을 할 수 있는 후보 금속군인 비스무트, 인듐(In), 주석(Sn)을 먼저 선별한 뒤 이를 실제 전극에 코팅해 비교 분석했으며, 그중 비스무트가 반응 속도 개선과 부반응 억제 측면에서 가장 균형 잡힌 성능을 보였다고 설명했다.</p> <p contents-hash="db6171668c99a5f598d0a8aeea59fd06aed58d9acdcc2e7166b7795a757d5851" dmcf-pid="ZjAyLu6bG6" dmcf-ptype="general">이현욱 교수는 “철-크롬 흐름전지의 상용화를 가로막던 낮은 반응성과 부반응 문제를 전극 코팅이라는 간단한 공정으로 해결할 수 있음을 입증했다”며 “데이터센터 등 급증하는 전력 수요에 대응할 수 있는 저비용·고효율 대용량 ESS 구축에 기여할 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="68999f051ebf5b097dbdb4fac0eab90c278f578333af277cd43bdcda0a06cae5" dmcf-pid="5AcWo7PKG8" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 국제학술지 ‘저널 오브 머터리얼즈 케미스트리 에이((Journal of Materials Chemistry A)에 1월 7일 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 '모터부터 로봇까지' 인아그룹, 세미콘 코리아 참가 02-02 다음 AI 데이터센터 '열(熱)'과의 전쟁 끝낸다”… 웨이브파이브, 국내 최초 액체냉각 RISC-V 서버로 조달 시장 '게임체인저' 부상 02-02 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
