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KAIST, ESS 전해질 생산 67% 단축…흐름전지 원가 병목 풀었다
[경제일보] 대용량 에너지저장장치(ESS)용 바나듐 전해질의 생산 시간을 67% 줄이는 공정이 나왔다. 흐름전지는 전해질 자체가 전기를 저장하는 매질이어서 전지 가격의 30~50%가 전해질에서 나온다. 생산 공정을 줄이는 일이 곧 시스템 가격을 건드리는 구조다. KAIST는 김희탁 생명화학공학과 교수 연구팀이 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)의 초기 구동용 전해질인 'V3.5+'를 빠르게 생산하는 공정을 개발했다고 5일 밝혔다. VRFB는 바나듐이 녹은 액체 전해질을 외부 탱크에 담아 순환시키며 충·방전한다. 탱크를 키우면 저장 용량이 늘어 출력과 용량을 따로 설계할 수 있고, 물을 기반으로 한 전해질이라 발화 위험이 낮다. 24시간 멈출 수 없는 AI 데이터센터의 보조 전원이나 태양광·풍력의 출력 변동을 받아내는 장주기 저장 용도로 거론되는 이유다. 문제는 그 전해질을 만드는 데 걸리는 시간이었다. 기존 공정은 5가 바나듐 전구체를 환원제로 4가까지 낮춘 뒤, 전기를 흘려 3.5가로 맞추는 2단계를 거친다. 마지막 전기분해 단계가 설비값과 전력비를 동시에 잡아먹으면서 대량 생산의 발목을 잡아왔다. 연구팀이 짚어낸 것은 병목의 위치다. 화학 환원은 평균 산화수가 약 +4.1에 이르는 지점부터 반응 속도가 급격히 떨어졌다. 연구팀은 바로 이 지점에서 전기분해 대신 백금-탄소(Pt/C) 촉매를 투입하도록 전환 시점을 다시 잡았다. 공정 전체를 바꾸는 대신 가장 느린 구간만 갈아 끼운 셈이다. 전환 시점을 앞당길 수 있었던 근거는 촉매 수명 분석에 있다. 강한 산화성 전해액 안에서 Pt/C 촉매는 탄소 지지체가 부식되고 백금 입자가 뭉치며 성능이 떨어진다. 연구팀은 촉매가 안정적으로 버티는 산화수 범위를 열역학적으로 규명하고, 촉매가 열화되면 반응 속도 상수가 줄어 생산 시간이 늘어난다는 점에 착안해 속도론 기반 가속 수명 평가법을 새로 만들었다. 이를 통해 2500회 이상 반복 생산에도 성능이 유지되는 것을 확인했다. 생산 시간은 기존의 3분의 1 수준으로 줄었고, 환원제로 쓴 옥살산 잔류물도 함께 제거됐다. 이번 성과는 김 교수팀이 7년 가까이 이어온 작업의 연장선에 있다. 연구팀은 2019년 한국에너지기술연구원과 함께 전기분해를 촉매 반응으로 대체하는 공정을 내놓아 생산 비용을 40% 낮췄고, 2021년에는 대용량 촉매 반응기로 연속 생산을 실증했다. 당시 남아 있던 과제가 화학 환원과 촉매 환원 사이의 전환 지점을 어디로 잡느냐였고, 이번 연구가 그 답을 산화수 수준에서 제시했다. 산업 적용을 좌우하는 대목은 설비 교체가 필요 없다는 점이다. 이미 상용화된 촉매를 쓰기 때문에 현재 가동 중인 바나듐 전해질 라인에 그대로 얹을 수 있다. 이번 연구는 롯데케미칼 지원으로 수행됐고, 관련 공정 기술은 롯데케미칼과 공동으로 국내 특허 등록을 마쳤다. 해외 특허도 출원 상태다. 롯데케미칼은 2019년부터 바나듐 전해액 사업을 준비해 왔고 2022년 바나듐 배터리 기업 스탠다드에너지에 650억원을 투입해 2대 주주에 올랐다. 전해액 국산화 측면에서도 의미가 있다. 국내 바나듐 전해액은 그동안 수입 의존도가 높았고, 중국 업체들이 수직계열화를 앞세워 저가 공급에 나서면서 가격 격차가 벌어져 있다. 국내 ESS 보급의 주된 통로인 전력거래소 중앙계약시장 물량은 리튬인산철(LFP) 배터리가 대부분 가져갔다. 흐름전지가 이 판에 끼려면 안전성 논리만으로는 부족하고 전해질 원가부터 낮춰야 한다. 김희탁 교수는 "이번 연구는 대용량 배터리 상용화의 가장 큰 숙제였던 전해질 생산 과정을 반응공학적으로 정밀 분석해 새롭게 설계한 성과"라며 "촉매가 전해액 환경에서 손상되지 않고 안정적으로 작동하는 조건을 과학적으로 규명해 산업 현장의 생산 병목을 해결한 만큼 대용량 에너지저장 기술의 상용화를 크게 앞당길 것으로 기대한다"고 말했다. 연구는 석경화 박사과정이 제1저자로 주도했다. 결과는 국제학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼즈에 지난 5월 7일 온라인 게재됐고, 9월 초 공개되는 34호 표지논문으로 선정됐다.
2026-08-05 14:09:16
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삼성물산 건설부문, 국내 첫 오프그리드 그린수소 시설 준공 外
[경제일보] 삼성물산은 경상북도 김천시에 태양광 발전과 연계한 그린수소 생산시설을 준공했다고 25일 밝혔다. 이날 행사에는 기후에너지환경부 김성환 장관, 송언석 국회의원, 양금희 경북도 경제부지사, 배낙호 김천시장, 조은희 대구지방환경청장, 한국에너지기술평가원 이승재 원장, 한국수소연합 김재홍 회장, 삼성물산 건설부문 오세철 대표이사 사장 등이 참석했다. 이번 프로젝트는 태양광 발전으로 생산된 100% 재생에너지로 물을 전기분해(수전해)하는 방식으로 그린수소를 생산(10MW)하는 시설이다. 하루 0.6톤, 연간 230톤 이상의 그린수소를 생산할 수 있다. 생산된 수소는 지역 수소 인프라와 연계돼 수소차 충전소 등에 공급될 예정이다 특히 재생에너지를 직접 활용해 수소를 생산하는 오프그리드 방식을 적용한 국내 최초 사례로 재생에너지 기반 그린수소 생산 모델을 제시했다는 점에서 의미가 크다. 삼성물산은 이번 사업에서 태양광 발전 설비와 수전해 설비를 비롯한 수소 생산·저장 설비의 설계와 구매·시공을 포함한 EPC 전반을 수행했다. 향후 운영 및 유지관리(O&M)에도 참여해 안정적인 시설 운영과 기술 고도화를 이어갈 계획이다. 사업을 통해 확보한 경험을 바탕으로는 해외 그린수소 사업 기반 마련과 국가전략기술로 지정된 수전해 설비와 운영 기술 국산화를 추진할 방침이다. 삼성물산 정기석 신재생기술연구소장은 “국내 최초로 오프그리드 기반 그린수소 생산을 실현함으로써 향후 국내외 대규모 그린수소 프로젝트 추진을 위한 기술적 기반을 확보했다”며“친환경 에너지 기술과 사업 역량을 바탕으로 글로벌 그린수소 시장에서 경쟁력을 지속적으로 강화해 나갈 계획이다”이라고 말했다. 부영그룹, 오투리조트 골프장 오픈 예정 부영그룹은 오투리조트가 오는 28일 골프장을 오픈하며 본격적인 봄 시즌을 시작한다고 25일 밝혔다. 오투리조트 골프장은 세계 3대 골프장 설계의 명가 미국 DYE사가 설계했으며 백두·함백·태백SKY 코스 등 27홀로 구성돼 있다. 고지대 특성상 공기의 저항력이 낮아 평균 비거리가 최대 30m 이상 증가하는 특징이 있다. 특히 태백SKY 13홀은 90년 이상 된 금강송 군락지를 끼고 도는 코스로 알려져 있다. 같은 코스의 18홀은 한반도 모양의 벙커를 조성해 골프 마니아에게 색다른 볼거리를 제공한다. 함백 SKY 4번홀은 해발 1100m에 위치해 국내 골프장 중에서도 가장 높은 곳에서 라운드를 즐길 수 있다. 오투리조트 골프장은 골프와 숙박, 조식이 포함된 골프패키지도 순차적으로 선보일 계획이다. 해당 패키지는 고객 선호에 따라 객실 타입을 선택할 수 있도록 구성되며 54홀 이상 이용 시 추가 할인 혜택도 제공된다. 패키지 이용 고객에게는 리조트 내 식음 업장 할인 혜택이 제공되며 객실 추가 이용 시에도 우대가가 적용된다. 소규모 이용객을 위한 2인·3인 전용 패키지도 출시 예정이다. 지역주민을 위한 할인 혜택도 마련했다. 기존 7개 지역(태백, 동해, 삼척, 영월, 정선, 영주, 봉화)에 안동, 울진, 강릉, 제천 등 4개 지역이 추가되며 총 11개 시·군 주민들이 할인 혜택을 받을 수 있다. 매주 화요일은 ‘지역주민의 날’로 지정해 최저가 골프 요금 혜택을 제공한다. 오투리조트 관계자는 “개장을 앞두고 코스 정비와 시설 점검 등 막바지 준비에 박차를 가하고 있다”며 “봄 시즌의 시작을 오투리조트와 함께하길 바란다”고 말했다. LH 토지주택연구원, 한국도시재생학회와 ‘소규모주택정비 관리지역 현황과 과제’ 세미나 개최 LH 토지주택연구원(LHRI)은 한국도시재생학회와 ‘도심주택 공급수단, 소규모주택정비 관리지역 현황과 과제’를 주제로 정책세미나를 공동 개최한다고 25일 밝혔다. 이번 세미나는 소규모주택정비 관리지역, 현행 제도·사례 등을 공유하고 발전 방안을 논의하고자 마련됐다. 오는 26일 14시부터 서울 중구 소재 써밋원 서울역점에서 열린다. 주제발표에서는 권혁삼 LH 토지주택연구원(LHRI) 연구위원과 맹다미 서울연구원 연구실장, 박성수 LH 수도권정비사업특별본부 팀장이 나선다. 각각 ‘도심 주택공급 정책과 소규모주택정비 관리지역 제도’, ‘저층주거지 체계적 관리 및 정비를 위한 서울시 모아타운 정책 방향’, ‘LH참여 서울형 소규모주택정비 관리지역 사례’를 주제로 현행 제도와 사례를 진단하고 발전 방향을 제시한다. 권혁삼 연구위원은 도심주택 공급 정책에 따라 도입된 소규모주택정비 관리지역 제도의 운영 현황과 개정 내용을 소개할 예정이다. 사업 활성화를 위한 개선 과제와 공공역할도 공유한다. 맹다미 연구실장은 서울시 저층주거지 특성을 반영한 소규모주택정비 관리지역 ‘모아타운’ 정책의 추진 현황을 발표하고 체계적 관리와 정비를 위한 향후 과제를 제시한다. 박성수 팀장은 서울시에서 추진 중인 공공참여형 소규모주택정비 관리지역 ‘모아타운’ 사례와 추진 성과를 발표한다. 이와 함께 다양한 기반시설 확보와 기반 마련을 위한 건의 사항을 제안한다. 주제발표에 이어서 종합토론이 진행된다. 종합토론은 이재우 한국도시재생학회 회장을 좌장으로 △배웅규 중앙대학교 교수 △김지인 국토교통부 사무관 △김수진 LH 수도권정비사업특별본부 처장 △박정은 국토연구원 연구위원 △이덕호 한국부동산원 부장 △박순신 이너시티 대표가 참여한다. 이재우 한국도시재생학회장은 “도심 주택공급 정책의 실행력 제고를 위해 공공과 민간의 전문가들이 함께 모여 현황을 공유하고 개선 과제와 공공역할에 대한 종합적 논의의 장이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다. 정창무 LH 토지주택연구원장은 “LH는 소규모주택정비 관리지역 입법부터 제도 안착과 실행을 위해 지속적인 노력을 기울여 왔다”며 “세미나를 계기로 도시정비가 더욱 활성화될 수 있는 새로운 발전 방안을 모색할 수 있기를 바란다”고 말했다.
2026-03-25 14:39:43