에너지연 에너지소재연구실이 자체개발한 40LPH급 대용량·고순도 바나듐 전해액 제조용 촉매반응 시스템(참여기업 ㈜이에스 협력사업장, 대화공단 내 설치) (에너지연 제공) © 뉴스1
바나듐 레독스 흐름전지는 양극과 음극에 사용되는 바나듐 전해액의 산화, 환원 반응으로 충전과 방전이 되는 에너지저장장치다.
하지만, 높은 가격이 시장 확대에 걸림돌이 되고 있다.
이는 전체 전지가격의 약 절반을 차지하기 때문에 바나듐 레독스 흐름전지 시장의 확대를 위해서는 성능이 우수한 바나듐 전해액을 값싸게 만드는 것이 핵심이다.
연구진이 개발한 바나듐 전해액 대량생산 촉매반응 시스템은 3.5가의 전해액을 고순도로 연속적으로 제조할 수 있다.
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전기분해법에 비해 시간당 생산 속도가 약 2.7배 높고, 시스템의 크기가 작아 부지시설 비용과 전력소비가 저감돼 전해액의 가격을 혁신적으로 낮출 수 있다.
연구진은 또 촉매의 불균일 흐름 현상을 방지할 수 있는 촉매 반응기를 독자 개발했다.
연구진은 더 나아가 일반적인 반응기에서 흔히 발생하는 반응 불균일 현상 및 열분배 등을 극복할 수 있도록 반응기를 특수하게 고안했다.
그 결과 반응효율을 급격히 증가시켜 고가의 귀금속 촉매 사용량을 개발 목표대비 5분의1 이하로 줄일 수 있었다.
연구진은 이런 방식으로 대량 생산된 전해액을 ㈜이에스가 설치한 INVINITY사의 40kWh급 바나듐흐름전지에 장입해 성능검증까지 완료했다.
연구진은 향후 확보된 대용량 바나듐 전해액 제조기술을 기반으로 국내 에너지저장장치시장에 진출할 예정이다.
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