에너지연 에너지소재연구실이 자체개발한 40LPH급 대용량·고순도 바나듐 전해액 제조용 촉매반응 시스템(참여기업 ㈜이에스 협력사업장, 대화공단 내 설치) (에너지연 제공) © 뉴스1
리튬이온전지와 비교해 인체유해성, 인화성, 화학반응성의 위험도가 낮은 것은 물론 수명이 20년 이상으로 길고 용량 설계가 유연한 장점이 있다.
바나듐 레독스 흐름전지의 부품 중 바나듐 전해액은 전지의 용량, 수명, 성능을 결정하는 핵심소재다.
이는 전체 전지가격의 약 절반을 차지하기 때문에 바나듐 레독스 흐름전지 시장의 확대를 위해서는 성능이 우수한 바나듐 전해액을 값싸게 만드는 것이 핵심이다.
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연구진이 개발한 바나듐 전해액 대량생산 촉매반응 시스템은 3.5가의 전해액을 고순도로 연속적으로 제조할 수 있다.
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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