이석원 기자
전해질 내 이온 움직임을 동결해 장기간 전력 유지를 실현하는 동결 융해 배터리(Freeze-thaw battery) 개발이 미국 에너지부 DOE 등에 의해 진행되고 있다. 동결 융해 배터리는 실험 단계에서 12주간 용량 92%를 유지하는 것으로 나타났다.
DOE 등이 개발을 진행하는 동결 융해 배터리는 먼저 소금이나 알루미늄, 니켈 등 재료를 가열해 용융하고 액체가 된 전해질에 이온을 흘려 화학 에너지를 생성한 뒤 실온까지 냉각해 이온 움직임을 멈추고 화학 반응을 정지시켜 보존하는 것이다. 에너지가 필요하게 됐을 때에는 다시 가열하게 되는 구조다.
동결 융해 배터리는 실험 단계에서 12주 경과한 시점 용량 92%가 유지된 상태였다고 한다. 연구팀은 배터리 비용 절감에 중점을 두고 있으며 연구가 진행되어 재료를 니켈에서 철로 바꿀 수 있을 경우 실험 단계에서 1kWh당 23달러라는 비용에서 기존 리튬 전지 15분의 1에 해당하는 1kWh당 6달러까지 낮출 수 있었다고 밝히고 있다.
이론적인 에너지 밀도도 기존 납축전지보다 높고 배터리를 더 대용량이고 소형으로 할 수 있을 것으로 기대된다. 동결 융해 배터리를 이용해 지금까지 단기간 밖에 에너지를 보존할 수 없던 풍력 발전소나 수력 발전소가 더 장기적으로 에너지를 보존할 수 있게 되어 바람이 강한 여름에 전력을 저장하고 전력 수요가 정점에 도달하는 겨울까지 저장할 수 있다. DOE 측은 이번 연구가 오늘날 배터리 기술 한계를 극복하고 계절을 넘어 배터리 활용을 하는 중요한 단계를 제시할 것으로 기대하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
정용환 기자
