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태양광ㆍ풍력 등으로 대변되는 신재생에너지 발전시스템의 성패는 사실상 효율과 안정성에서 판가름된다. 일정한 출력을 내는 기존 화석연료 발전에 비해 신재생에너지는 주변 환경이나 날씨 등에 따라 발전량이 불규칙하기 때문이다. 이 같은 통제 불능성은 상용화의 큰 걸림돌이 된다. 난제의 해결을 위해 절실하게 요구되는 기술이 바로 대용량 2차 전지다. 대용량 2차 전지의 도움을 받으면 발전효율이 좋을 때 잉여 전력을 저장했다가 효율이 낮을 때 그 전력을 보태는 방식으로 일정한 출력의 유지가 가능하다. 한국에너지기술연구원 에너지저장센터 진창수 박사팀이 국내 최초로 개발ㆍ제작ㆍ실증에 성공한 '레독스 흐름 전지(RFB) 시스템'은 이 점에서 신재생에너지 발전의 아킬레스건 없애줄 최고의 구원투수로 지목받고 있다. RFB는 전해질의 전기화학적 가역반응을 통해 충전과 방전을 반복, 대용량의 에너지를 장기간 저장해 사용할 수 있는 2차 전지를 말한다. 진 박사는 "RFB는 전해질 내 이온들의 산화ㆍ환원 전위차를 이용해 전기에너지를 저장한다"며 "전해액의 화학적 에너지를 직접 전지에너지로 저장하는 전기화학적 축전기로 보면 된다"고 말했다. 이런 RFB의 최대 강점은 단연 탁월한 전력 저장능력과 장수명. 하지만 이외에도 장점은 하나둘이 아니다. 전지의 스택과 전해질 저장탱크가 서로 독립적으로 구성돼 있어 설계 및 설치가 자유로우며 전기화학 반응이 일어나는 스택은 상온에서 작동되는데다 수명이 무려 20년 이상이다. 전해질을 이루는 활성물질인 바나듐(V) 역시 반영구적으로 사용 가능하다. 진 박사는 "전해질 저장탱크의 크기를 늘리는 만큼 저장용량이 늘어나기 때문에 대용량화에 아무런 문제가 없다"며 "급격한 전력수요 증대에 대응하는 부하 평준화 기능, 정전 및 순간적인 저전압 억제 기능까지 있어 신재생에너지 발전과 접목하면 최상의 효용성을 발휘할 수 있다"고 강조했다. 특히 진 박사팀의 RFB는 수많은 실험을 거쳐 전해질이 흘러가는 경로를 최적화함으로서 효율이 기존의 RFB들 보다 뛰어나다. 진 박사에 따르면 5Kw급 스택을 가지고 성능 시험을 실시한 결과 세계 최고 수준의 제품과 비교해 5~10% 더 우수한 효율이 나타났다. 연구팀은 이제 그간의 성과를 바탕으로 본격적인 상용성 분석을 위한 시험대에 RFB를 올려놓을 방침이다. 지난 14일 개소한 제주 글로벌 신재생에너지 연구센터를 활용, 제주의 풍력발전과 연계해 실험실이 아닌 현실 세계에서 성능 검증을 추진하고 있는 것. 진 박사는 "제주 센터에서의 운용 결과를 바탕으로 성능의 고도화를 꾀할 예정"이라며 "이와 함께 기업들의 투자를 유치해 산학연이 연계하는 방향으로 RFB의 활성화를 앞당기는 것 또한 중요한 과제로 삼고 있다"고 전했다.
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