울산과학기술원(UNIST)이 한국전력공사, 한국동서발전과 함께 바닷물을 이용해 전기를 생산·저장할 수 있는 ‘해수전지’ 개발에 나선다고 31일 밝혔다. 이를 위해 한국전력공사는 2019년까지 30억 원, 한국동서발전은 2018년까지 20억 원의 연구비를 투자한다.
해수전지는 지구상에서 가장 풍부한 자원인 해수를 에너지원으로 이용해 전기 에너지를 저장하고, 생산하는 친환경 에너지 저장장치다. 현재 가장 많이 쓰이는 리튬이온전지보다 생산 가격이 절반 이상 저렴하며, 해수를 이용함으로써 열 제어가 자체적으로 가능해 폭발의 위험이 적다. 해수전지는 물과 소금만 있으면 작동해 가정과 산업체의 에너지 저장장치(ESS)로 활용 가능하며, 특히 대형 선박 및 잠수함, 원자력 발전소의 비상 전원 장치로도 적용될 수 있다.
해수전지가 전기를 저장하고, 생산할 수 있는 이유는 해수의 나트륨 이온이 리튬 이온과 비슷한 성질을 가져서다. 해수전지는 충전 시 해수의 나트륨 이온을 추출해 이를 음극으로 저장했다가, 방전 시 물을 양극삼아 이 둘을 반응시켜 전기를 생산한다.
하지만 해수전지를 상용화하기 위해선 전기의 출력을 높여야 한다. UNIST는 이를 해결하기 위해 한국전력공사와 해수전지의 기본 단위인 셀의 최적화와 공정법의 규격화에 나선다. 이를 통해 다양한 크기와 모양의 셀을 제작하고, 에너지 충전 용량을 20Wh(와트아워)급까지 향상시킬 계획이다. 일반적으로 스마트폰의 전지 용량이 10Wh급이다.
한국동서발전과는 해수전지의 대량 생산을 위한 시험 가동 설비를 구축하고, 셀들을 연결해 출력을 향상시키는 해수전지팩을 개발한다. 공동 연구팀은 1kWh(킬로와트아워) 급 해수전지팩을 우선 개발하고, 2018년까지 10kWh급 해수전지팩을 울산화력발전소에 시범 구축할 계획이다. 10kWh는 4인 가정이 하루에 필요한 평균 에너지량이다.
공동연구를 주관하는 김영식 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수는 “해수전지가 상용화면 47조원 규모의 에너지저장장치 시장을 선도할 수 있다”며 “에너지 신산업 활성화에 기여하고, 해외시장 진출을 통해 국가의 미래 신성장동력으로 자리매김할 것”이라고 말했다.
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