AI 데이터센터처럼 막대한 전력을 소비하는 시설에 안전하고 저렴한 비상 전력을 공급할 수 있는 기반이 마련됐다는 평가다.
UNIST는 에너지화학공학과 이현욱(사진) 교수팀이 전극 표면에 비스무트(Bi)를 코팅하는 방식으로 철-크롬 레독스 흐름전지에서 크롬의 반응 속도를 10배 이상 높이고, 동시에 기생 부반응을 억제해 배터리 에너지 효율을 개선했다고 2일 밝혔다.
철-크롬 레독스 흐름전지는 전기 저장물질인 철과 크롬이 녹아 있는 수용액을 별도 탱크에 보관했다가 필요할 때 전극으로 흘려보내는 방식으로 충·방전이 이뤄지는 차세대 배터리다. 문제는 크롬의 낮은 반응성과 부반응이다. 충전으로 저장한 에너지 중에서 실제로 꺼내 쓸 수 있는 에너지 비율이 충·방전을 거듭할수록 낮아지게 된다.
연구팀은 전극에 비스무트를 코팅하는 방식으로 두 가지 문제를 동시에 해결해 에너지 효율을 높였다. 비스무트가 크롬의 산화·환원 반응은 빠르게 만들어 주는 반면, 수소 발생 반응은 오히려 억제하는 ‘선택적 반응 조절자’ 역할을 하는 덕분이다. 실험 결과, 비스무트 코팅이 전용된 전지는 500회 이상의 충·방전 실험에서도 에너지 효율을 평균 75.22% 수준으로 유지했다.
이현욱 교수는 “데이터센터 등 급증하는 전력 수요에 대응할 수 있는 저비용·고효율 대용량 ESS 구축에 기여할 것”이라고 말했다. 이다예기자
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