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[IT뉴스]ESS 핵심 전해질 생산 시간 67% 단축…대형 배터리 보급 앞당긴다

온카뱅크관리자

2026-08-05 11:27:31

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 느린 공정 촉매 방식으로 바꿔 생산성 향상 촉매 2500회 이상 재사용해도 성능 유지 기존 생산라인에 적용 가능…상용화 기대 AI 데이터센터·재생에너지 전력 저장에 활용 
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 <img alt="KAIST 생명화학공학과 김희탁 교수(왼쪽부터)와 석경화 생명화학공학과 박사과정, 강민성 생명화학공학과 박사과정이 대전 KAIST 연구실에서 기념 촬영을 하고 있다. 사진제공=KAIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/05/seouleconomy/20260805112231893uems.jpg" data-org-width="1000" dmcf-mid="Vy4ObxMVlH" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/05/seouleconomy/20260805112231893uems.jpg" width="658">
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 KAIST 생명화학공학과 김희탁 교수(왼쪽부터)와 석경화 생명화학공학과 박사과정, 강민성 생명화학공학과 박사과정이 대전 KAIST 연구실에서 기념 촬영을 하고 있다. 사진제공=KAIST
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 인공지능(AI) 데이터센터와 재생에너지 발전소 등에 활용할 수 있는 대용량 에너지저장장치(ESS)의 핵심 전해질 생산시간을 67% 단축하는 기술이 국내에서 개발됐다. 전해질을 더 빠르고 저렴하게 대량 생산할 수 있어 AI 데이터센터에 안정적으로 전력을 공급하거나 태양광·풍력으로 만든 전기를 장기간 저장하는 대형 배터리의 보급을 앞당길 것으로 기대된다.
 KAIST는 김희탁 생명화학공학과 교수 연구팀이 대용량 ESS로 주목받는 ‘바나듐 레독스 흐름전지’의 핵심 전해질을 빠르고 안정적으로 생산할 수 있는 공정을 개발했다고 5일 밝혔다.
 바나듐 레독스 흐름전지는 바나듐이 들어 있는 액체 전해질을 탱크에 저장해 두고 순환시키면서 전기를 충전하거나 방전하는 배터리다. 일반적인 리튬이온 배터리와 달리 전해질을 담는 탱크를 크게 만들면 저장 가능 전력량도 늘어난다. 화재 위험이 낮고 장기간 반복해 사용할 수 있다는 것도 장점이다.
 이 때문에 전력 소비량이 많고 24시간 가동해야 하는 AI 데이터센터의 비상·보조 전원으로 활용할 수 있다. 낮에 태양광으로 생산한 전기를 저장했다가 밤에 공급하거나, 바람이 강할 때 풍력으로 만든 전기를 모아뒀다가 발전량이 줄었을 때 사용하는 것도 가능하다. 대규모 공장이나 전력망의 전력 수요가 갑자기 늘어날 때 부족한 전기를 공급하는 용도로도 활용할 수 있다.
 문제는 배터리의 ‘연료’ 역할을 하는 바나듐 전해질을 만드는 데 드는 시간과 비용이다. 기존에는 화학물질을 이용해 바나듐의 상태를 한 차례 바꾼 뒤 다시 전기를 흘려 배터리 가동에 적합한 상태로 조절해야 했다. 마지막 과정에서 반응 속도가 크게 떨어지면서 전해질을 대량 생산하기 어려웠다.
 연구팀은 전해질을 만드는 도중 바나듐이 특정 상태에 도달하면 반응이 급격히 느려진다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다. 이어 반응이 느려지는 시점부터 전기를 사용하는 기존 방식 대신 백금-탄소 촉매를 활용하도록 공정을 바꿨다. 전체 생산 방식을 교체하지 않고 가장 오래 걸리는 단계에만 더 빠른 공정을 적용한 것이다.
 그 결과 전해질 생산시간이 기존보다 67% 줄었다. 생산 과정에서 남아 배터리 성능을 떨어뜨릴 수 있는 불순물도 함께 제거됐다. 같은 촉매를 2500회 이상 반복해 사용해도 성능이 유지되는 것으로 나타나 산업 현장에 적용할 가능성도 확인했다.
 이번 기술은 이미 상용화된 촉매를 사용하기 때문에 새로운 생산설비를 구축하지 않고 기존 바나듐 전해질 생산라인에 적용할 수 있다. 생산시간과 비용이 줄어들면 바나듐 레독스 흐름전지를 활용한 대용량 ESS의 공급 가격도 낮아질 수 있다. 연구팀은 롯데케미칼과 관련 기술의 국내 특허 등록을 마쳤으며 해외 특허도 출원했다.
 김 교수는 “대용량 배터리 상용화의 주요 과제였던 전해질 생산 과정을 새롭게 설계한 성과”라며 “AI 데이터센터와 재생에너지 시설 등에 필요한 대용량 에너지저장 기술의 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’에 게재됐으며 9월 공개될 34호의 표지논문으로 선정됐다.
 서지혜 기자 wise@sedaily.com
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