UNIST·한전·한국동서발전, 해수 전지 개발에 3년간 50억원 투입

UNIST와 한국전력공사, 한국동서발전이 바닷물을 이용해 전기를 저장하고 생산할 수 있는 ‘해수(海水) 전지’ 개발에 나선다고 31일 밝혔다. 3년간 50억원의 연구비를 투입해 해수 전지 상용화를 앞당긴다는 계획이다.

김영식 UNIST 교수 연구팀이 개발중인 해수 전지 팩./UNIST 제공

해수 전지는 바닷물을 에너지원으로 이용해 전기 에너지를 저장하고 생산하는 친환경 에너지 저장장치다. 현재 가장 널리 활용되는 리튬이온전지의 리튬 이온과 비슷한 특성이 있는 해수 내 나트륨 이온을 이용하는 게 해수 전지의 특징이다. 충전 시 해수의 나트륨 이온을 추출해 이를 음극에 저장했다가 방전 시 물을 양극으로 삼아 이 둘을 반응시켜 전기를 생산하는 원리다.

해수 전지는 리튬이온전지보다 생산 가격이 절반 이상 저렴할 것으로 예상된다. 해수를 직접 이용해 열을 제어하기 때문에 폭발의 위험도 적다. 해수 전지는 물과 소금만 있으면 작동하기 때문에 가정과 산업체의 에너지저장장치(ESS)로 손쉽게 활용할 수 있다. 대형 선박 및 잠수함, 원자력 발전소의 비상 전원 장치로도 활용 가능하다.

그러나 해수 전지를 상용화하려면 저장·생산하는 전기의 출력을 높여야 한다. UNIST는 이를 해결하기 위해 한국전력공사와 함께 해수 전지의 기보 단위의 셀의 최적화와 공정법 규격화에 나선다. 이를 통해 다양한 크기와 모양의 셀을 제작하고 에너지 충전 용량을 20와트아워(Wh)급으로 향상시킨다는 계획이다. 스마트폰의 전지 충전 용량은 10Wh 수준이다.

UNIST는 한국동서발전과는 해수 전지의 대량 생산을 위한 시험 가동 설비를 구축하고 배터리 셀을 연결해 출력을 높이는 해수 전지 팩을 개발한다. 우선 1kWh급 해수 전지 팩을 개발하고 2018년까지 10kWh급 해수 전지 팩을 울산 화력발전소에 시범 구축할 계획이다. 10kWh는 4인 가정이 하루 평균 사용하는 전기 에너지량이다.

이번 공동연구에 한국전력공사는 2019년까지 30억원을, 한국동서발전은 2018년까지 20억원의 연구비를 투자한다.

이번 연구를 진행하는 김영식(사진) UNIST 교수는 2015년 ‘포투원(4 to One)’이라는 벤처를 창업해 동전 형태의 해수 전지와 테스트 키트를 개발해 판매중이다. 또 해수 전지의 핵심 소재 중 하나인 고체 세라믹 전해질 합성기술을 개발, 2015년 지역 중소기업 씨앤켐에 이전했다. 김 교수는 “해수 전지를 상용화하면 에너지저장장치 시장을 선도할 수 있다”고 말했다.

UNIST는 31일 오후 3시 한국전력공사와 전남 나주 소재 한국전력공사 본사에서 해수 전지 공동연구를 위한 MOU를 체결했다.

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