한화에어로·SK엔무브, 세계 최초 '불타지 않는 ESS' 개발

한화에어로·SK엔무브, 액침냉각 기술 개발
ESS 내부 공간을 절연액으로 채워 냉각
공기, 먼지 접촉 막아 화재 차단
"한화오션과 협력해 친환경 선박 가치사슬 구축"

한화에어로스페이스가 SK엔무브와 협력해 세계 최초로 '불타지 않는 에너지저장장치(ESS)'를 개발했다. ESS 내부에 절연액을 채워 온도를 낮추고 화재를 방지하는 기술을 적용했다.

한화에어로스페이스와 SK엔무브는 10일 '액침냉각 ESS 기술' 설명회를 열고 리튬이온배터리 모듈에 냉각 플루이드(절연액)를 채워 화재를 원천 차단할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 플루이드는 액체와 기체의 중간 성질을 지닌 물질로, 모듈 내부에서 전기 전도를 막고 열을 식혀주는 역할을 한다.

액침냉각 ESS 안전성 테스트 영상. 배터리를 열폭주시켜 인위적으로 화재가 발생했지만 리튬이온 배터리 모듈을 가득 채운 냉각 플루이드(절연액)가 화재를 원천 차단하는 모습. [사진제공=한화에어로스페이스]

이날 발표에 나선 손승현 한화에어로스페이스 에너지시스템센터장은 "국내에서 발생한 전력용 ESS 화재 현황을 분석했을 때 화재 원인의 95% 이상은 절연 파괴(단락 사고)로 발생한다는 결론이 나왔다"며 "화재 방지 기술에 있어서 절연 파괴를 예방하고 불을 끄는 방법이 가장 중요하다고 판단했다"고 말했다.

액침냉각 기술은 외부로부터 먼지와 염분 등의 유입도 원천 차단해 내부 절연 파괴로 인해 화재가 발생할 가능성을 제거했다. 절연액은 공기에 비해 절연 내압이 3.5배가량 높아, 절연 파괴를 완벽히 막을 수 있다는 것이 회사 측 설명이다. 화재가 발생하더라도 셀 주변 절연액을 통한 냉각소화, 질식소화도 기대할 수 있다. 화재가 발생할 가능성도 낮췄지만, 혹여 불이 나더라도 바로 끌 수 있다는 것이다.

액침 냉각 ESS 소개. [사진제공=한화에어로스페이스]

또, ESS를 직접 냉각하는 방식이기 때문에 별도의 배관 등 별도의 장비가 불필요하다는 것도 장점이다. 손 센터장은 "해당 기술은 '액침' 냉각 방식이지만 고객 입장에서는 부가적인 장치가 전혀 필요하지 않아 '자연 냉각'과 마찬가지"라고 설명했다.

한화에어로스페이스는 원통형 셀과 달리 셀 사이의 공간이 없어 절연액을 넣기 어려운 파우치형 셀에 대해서도 액침 냉각 기술을 적용할 수 있도록 할 예정이다. 특수 구조를 적용해 셀 표면에서 액침 되도록 하는 기술에 대한 특허 출원을 추진하고 있다.

회사 관계자는 "한화오션과도 해양 사업 분야에서 시너지를 발휘해 친환경 선박 분야 가치사슬 구축에 속도를 낼 예정이다"고 말했다.

한편, SK엔무브도 이날 액침냉각 기술의 핵심소재인 냉각 플루이드 기술을 소개했다. SK엔무브는 이 분야에 국내 처음으로 진출해 2022년부터 육상에서도 사용할 수 있는 기술을 개발해 화재에 취약한 데이터센터와 전기차 등에 적용을 추진 중이다.

서상혁 SK엔무브 e-Fluids B2B 사업실장은 "SK엔무브의 세계적인 고급기유 기술을 바탕으로 차별화된 첨가제를 활용해 화재 예방 성능을 극대화하는 기술을 개발하겠다"고 말했다.

이성민 기자 minute@asiae.co.kr