[UNIST, 수출형 연구로 K-사이언스 선도] <2> 해수전지

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김영식 UNIST 교수가 개발 중인 해수전지팩.
<김영식 UNIST 교수가 개발 중인 해수전지팩.>

해수전지는 바닷물을 이용해 전기를 저장할 수 있는 차세대 친환경 에너지 기술이다. 지난 2014년 김영식 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수가 세계 최초로 원천 기술 개발에 성공했다.

UNIST는 해수전지를 'UNIST 수출형 연구 브랜드'로 선정, 상용화를 집중 지원한다. 해수전지 기반 신산업을 육성, K-사이언스의 대표 에너지 기술 브랜드로 만든다는 목표다.

해수전지는 무한 자원인 바닷물을 주원료로 이용하기 때문에 경제성과 친환경성이 뛰어나다. 기존 리튬이온전지의 약점인 침수에도 안전하고, 전기 사용 과정에서 해수담수화 효과까지 거둘 수 있다.

해수전지 원리와 시스템 개요.
<해수전지 원리와 시스템 개요.>

특히 차세대 에너지저장시스템(ESS)으로 활용할 가능성도 있다. 가정은 물론 산업 분야에서도 사용할 수 있고, 대형 건물의 에너지 효율도 크게 높여 준다. 원자력발전소 비상 전원, 선박 등 해양 시설물의 예비 전력용으로도 주목받고 있다.

해수 자원화 발전 시스템은 에너지, 해양, 제조업을 융합한 새로운 에너지 신산업 육성 기반이 될 것으로 전망된다. 기존 태양전지, 수소에너지, 이차전지, 초고용량축전지, 연료전지 등과 구별된 새로운 에너지 산업 육성에 관심이 모아지고 있다.

해수전지는 기존 전지와 ESS 제조용 소재 값을 대폭 낮추는 효과가 있다. 이차전지 제조 단가 하락은 산업용·가정용 ESS 확산으로 이어진다. 이는 국내외 전력산업계에 신사업 개척, 신규 고용 창출, 전문 인력 양성, 신규 창업 활성화에 크게 기여할 수 있다.

정부와 지방자치단체의 관심과 지원이 이어지고 있는 이유다. UNIST는 과학기술정보통신부와 울산시 지원 아래 전임 교원 및 연구원 70여명을 확보, 해수전지 소재 및 성능 실증에 박차를 가하고 있다.

[UNIST, 수출형 연구로 K-사이언스 선도] <2> 해수전지
해수전지 연구실에서 셀 제조과정을 점검하고 있는 김영식 교수(오른쪽)와 연구원.
<해수전지 연구실에서 셀 제조과정을 점검하고 있는 김영식 교수(오른쪽)와 연구원.>

에너지 공공기관과의 협력 연구도 활발하다. 지난 1월 한국전력공사, 한국동서발전과 50억원 규모의 연구 투자 협약을 맺었다. 한국전력공사와는 셀 최적화와 규격화, 동서발전과는 대량 생산을 위한 시험 가동 설비 구축 및 출력 향상을 위한 해수전지팩 개발 등을 진행한다.

지난 5월에는 한국해양과학기술원과 해양 관련 분야에 해수전지를 활용하기 위한 협력 사업 발굴에 나섰다. 침수 문제가 없는 해수전지를 바다 위 부표, 해양 카메라, 선박의 비상 전원 등에 적용하는 방안을 모색한다.

UNIST는 연말에 '해수자원화 전력시스템 전시관'을 개관한다. 전시관에는 해수전지 실증시험과 전시 기능을 겸한 리빙 랩을 설치, 해수전지 기술에 대한 대중의 이해를 넓혀 갈 계획이다. 해수전지를 일반 가정에 적용한 ESS 모델도 전시, 해수전지 상용화가 실생활에 가져올 변화도 생생하게 보여 줄 예정이다.

그러나 아직 상용화로 이어지기까지는 해결해야 할 과제가 적지 않다. 현재 해수전지는 15Wh급 출력으로, LED TV 한 대를 가동할 수 있는 수준이다. UNIST는 출력을 10kWh까지 끌어올려 일반 가정의 소비 전력을 대체할 계획이다. 오는 2020년에는 가정용 해수전지, 2022년에는 산업용 전지를 상용화해 국내 4조원, 해외 47조원 규모의 신규 시장을 창출한다는 목표를 세웠다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com