적외선 등 활용해 부착생물 없애
한국해양과학기술원(KIOST) 백승재 해양ICT융합연구센터장 연구팀은 '해수배터리 적용 해양 부착생물 저감 기술'을 개발했다고 14일 밝혔다.
해수배터리(Seawater Battery)는 해수에 녹아있는 나트륨 이온과 물의 화학반응을 통해 생산한 전기에너지를 저장하는 2차전지로, 지난 2014년 울산과학기술원 김영식 교수팀에 의해 세계 최초로 개발에 성공했다.
이번 기술은 해양생물로 인한 해수배터리의 성능저하 문제를 크게 해소할 수 있을 것으로 기대된다.
그동안 연구팀은 바닷물 속에 해수배터리를 장시간 담가둘 경우 따개비 등 각종 생물이 배터리에 달라붙어 발생하는 중량 증가, 기동성 저하 등의 문제로 골치가 아팠다.
최근 연구팀은 지속적인 연구와 실험을 통해 초음파와 적외선을 활용한 해수배터리 시스템 기술 개발로 배터리 표면의 부착생물 가입을 방지할 수 있게 됐다. 현재 백승재 센터장 연구팀은 해수배터리 시스템 관련 특허 총 6건을 출원했으며, 이 중 3건은 정식 등록돼 세계 최고의 기술을 보유하게 됐다.
지난 2017년 KIOST는 관련 원천기술을 가진 울산과학기술원과 업무협약을 체결하고, 해수배터리 기술 고도화를 위한 본격적인 연구에 들어갔다. 울산과학기술원은 해수배터리의 셀(화학적 반응 에너지를 전기 에너지로 변환하는 최소 단위) 원천기술을 보유하고 있다.
이에 한발 더 나아가 KIOST는 이를 실제 해양환경에 맞게 적용시켜 상용화할 수 있는 공동연구를 펼쳐왔다. 그러다 지난해에는 세계 최초로 모듈형 해수배터리 시제품을 제작한 바 있다.
해수배터리 기반 대용량 전력저장 시스템은 미래 환경 에너지의 핵심 기술로 평가받고 있다.
현재 가장 많이 쓰이는 전지는 리튬이온배터리이지만 해수배터리는 그에 비해 절반의 크기와 무게로 동일한 전력을 공급하는 것이 가능하며 생산가격도 절반 이상 싼 것으로 알려져 차세대 전지로 주목받고 있다.
특히 리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도로 높은 온도에서 폭발할 수 있다는 단점이 있으나, 해수전지는 열제어가 자체적으로 가능하기 때문에 화재에 대한 위험성이 적은 편이다. 또 우리나라가 전량 수입에 의존하는 리튬을 사용하지 않기 때문에 기술독립 효과까지 기대할 수 있다. 향후 양 기관은 해수배터리 시스템을 위한 배터리 관리 시스템(BMS) 개발과 동시에 배터리의 장시간 성능 검증 통해 상용화를 위한 기술개발에 박차를 가할 계획이다.
백승재 센터장은 "해수배터리는 해양 환경에 IoT를 적용하기 위해 반드시 풀어야 할 전력원 문제에 대한 해결책이라는 점에서 의미가 크다"면서 "수요처 발굴 등 기술 상용화를 앞당기는 데 최선을 다하겠다"고 말했다. demiana@fnnews.com 정용부 기자
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