한전, 한국동서발전과 공동 연구… 연구비 50억 확보
에너지저장장치 시장 47조 규모…미래 신성장동력으로
UNIST(울산과학기술원ㆍ총장 정무영)가 에너지 분야 공공기관들과 함께 바닷물을 이용, 전기를 저장하고 생산할 수 있는 ‘해수(海水)전지’ 개발에 나선다. 3년간 50억원의 연구비를 확보해 친환경적이면서도 초저가, 고안정성이 장점인 해수전지의 상용화 시대를 앞당길 것으로 기대된다. UNIST는 한국전력공사와 한국동서발전과 해수전지 공동연구에 나서기로 하고 한전은 2019년까지 30억원, 한국동서발전은 내년까지 20억원의 연구비를 각각 투자한다고 31일 밝혔다. UNIST가 이 같은 투자를 받게 된 배경에는 2014년부터 58억원의 연구비를 정부로부터 지원받아 해수전지 연구를 선도해온 것이 큰 영향을 미쳤다는 분석이다.
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 폭발 위험이 적다. 해수전지는 물과 소금만 있으면 작동해 가정과 산업체의 에너지 저장장치(ESS)로 활용 가능하며, 대형 선박 및 잠수함과 원자력 발전소의 비상 전원 장치로도 적용될 수 있다.
해수전지가 전기를 저장하고 생산할 수 있는 이유는 해수의 나트륨 이온이 리튬 이온과 비슷한 성질을 갖고 있기 때문. 충전 시 해수의 나트륨 이온을 추출해 이를 음극으로 저장했다가 방전 시 물을 양극 삼아 이 둘을 반응시켜 전기를 생산한다.
해수전지는 전기의 출력을 높여야 하는 문제점을 안고 있다. 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 개발하기로 했다. 공동 연구팀은 1kWh급 해수전지팩을 우선 개발하고, 내년까지 10kWh급 해수전지팩을 울산화력발전소에 시범 구축할 계획이다. 10kWh는 4인 가정이 하루에 필요한 평균 에너지량이다.
공동연구를 주관하는 UNIST의 김영식(43ㆍ에너지 및 화학공학부) 교수는 “해수전지가 상용화하면 47조원 규모의 에너지저장장치 시장을 선도할 수 있다”며 “에너지 신산업 활성화에 기여하고, 해외시장 진출을 통해 국가의 미래 신성장동력으로 자리매김할 것”이라고 말했다.
김 교수는 앞서 2015년 ‘포투원(4 to One)’이라는 벤처를 창업해 누구나 쉽게 해수전지를 연구할 수 있는 동전 형태의 해수전지와 테스트 키트를 개발해 판매 중이다. 또 해수전지의 핵심소재 중 하나인 고체 세라믹 전해질 합성기술을 2015년 지역 중소기업(씨앤켐)에 이전했다. 이 기업은 연간 고체 세라믹 전해질 10만개 이상을 대량 생산할 수 있다.
한편 UNIST는 한국전력공사와 31일 오후 3시 해수전지의 공동연구를 위한 MOU를 체결했으며, 앞서 지난 24일에는 한국동서발전 측과 공동 연구를 위한 첫 회의를 개최해 연구에 착수했다. 김창배 기자 kimcb@hankookilbo.com
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