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전기연·부산대 개발 '레독스 흐름전지' 국제 학술지 게재

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아연·망간 레독스 흐름전지, 전압 높이고 에너지 효율 향상

전기연·부산대 개발 '레독스 흐름전지' 국제 학술지 게재
아연·망간 레독스 흐름전지, 전압 높이고 에너지 효율 향상

전기연 박준우(왼쪽) 박사·부산대 박민준 교수 [전기연 제공. 재판매 및 DB 금지]

(창원=연합뉴스) 김선경 기자 = 한국전기연구원은 차세대전지연구센터 박준우 박사팀과 부산대학교 박민준 교수팀이 개발한 하이브리드형 아연·망간 레독스 흐름전지 관련 논문이 국제 저명 학술지에 게재됐다고 9일 밝혔다.

레독스 흐름전지(Redox Flow Battery)는 환원(Reduction), 산화(Oxidation), 흐름(Flow)을 합성한 용어다.

기존 이차전지와 달리 화학적 반응이 일어나는 부분과 전기를 저장하는 부분을 구분했기 때문에 전지의 대용량화가 가능하다.

화재·폭발 위험이 없어 에너지저장장치(ESS)용으로 주목받는 차세대 전지다.

이산화탄소 등 배기가스를 배출하지 않는다는 장점도 있다.

하이브리드형 아연·망간 레독스 흐름전지 [전기연 제공. 재판매 및 DB 금지]

현재 레독스 흐름전지의 주요 핵심 소재는 중국 등 수입에 의존하는 '바나듐'이지만, 전기연과 부산대팀이 활용한 대체 금속은 상대적으로 저렴하고 수급도 안정적인 아연과 망간이다.

하이브리드형 아연·망간 레독스 흐름전지는 독특한 이중 이온교환막 구조로 구성돼 알칼리성의 아연 전해액과 산성의 망간 전해액의 동시 사용이 가능하다. 높은 전위차도 기대할 수 있다.

망간의 낮은 가역성(reversibility) 문제를 개선하기 위해서는 탄소 환원법을 활용해 비스무트(Bismuth) 금속을 전극 표면에 증착시켰다.
결과적으로 전기연과 부산대팀의 하이브리드형 아연·망간 레독스 흐름전지는 기존 바나듐계보다 높은 전압(1.3V→2.52V) 구현, 에너지 효율 10% 이상 향상 등 성과를 거둘 수 있었다.

이 연구결과를 담은 논문은 에너지 분야 국제 전문 학술지인 에너지 스토리지 머터리얼스(Energy Storage Materials)에 최근 게재됐다.

전기연 박준우 박사는 "저비용의 아연·망간 소재와 가역성을 높일 수 있는 금속 이온 촉매 기술이 결합한 신개념의 레독스 흐름 전지 기술을 개발했다"며 "차세대 레독스 흐름전지 보급 확대에 크게 기여할 것"이라고 말했다.