드릴로 뚫어도 멀쩡한 차세대 K-배터리...아이오닉5 충전도 OK[테크업팩토리]

스탠다드에너지 측 연구원이 전동 드릴로 바나듐 이온 배터리에 구멍을 뚫고 있다.

"리튬이온 배터리는 어떤 조건에 따라 폭발할 수 있고 아닐 수도 있다. 하지만 바나듐 이온 배터리는 근본적으로 안 터지는 배터리다. 화재 위험을 갖고 있는 것과 아예 없는 것은 엄청난 차이가 있다."

세계 최초로 ESS(에너지저장장치)에 특화된 바나듐 이온 배터리를 개발한 스타트업 스탠다드에너지의 김부기 대표는 지난 6일 대전 유성구에 위치한 생산 공장에서 전동 드릴로 바나듐 이온 배터리를 뚫는 장면을 시연한 뒤 이같이 말했다.


스탠다드에너지는 최근 산업통상자원부 등 정부기관을 비롯해 ESS에 관심 갖고 있는 국내외 에너지 기업들을 대상으로 바나듐 이온 배터리의 안전성과 효율을 직접 시연하는 일정을 연일 진행하고 있다.
실제로 바나듐 이온 배터리는 드릴 관통시험에도 불구하고 배터리가 부푼다거나 열이 발생하는 등의 현상이 전혀 없었다. 심지어 배터리에 물려놓은 멀티미터(전압측정 장비)에서는 상당량의 전압이 그대로 유지됐다.

김부기 대표는 "바나듐 이온 배터리 자체가 터지지 않는다는 것을 보여주는 시험"이라며 "리튬이온 배터리의 경우 구멍이 뚫리면 물질이 섞이고 화학반응이 나타나면서 열이 발생해 폭발로 이어질 수 있다"고 했다.

그는 "바나듐 이온 배터리는 드릴로 뚫어도, 총이나 폭탄에 맞아도 폭발하지 않는다"며 "구멍이 뚫리면 일정 부분 성능이 저하될 수 있지만 전압이 살아있어 배터리로서 충전·방전도 된다"고 설명했다.
냉각장치 없는 ESS 구현

스탠다드에너지 생산 공장에 설치된 실제 ESS 설비. 내부에는 1280개의 바나듐 이온 배터리가 장착돼 있다.

스탠다드에너지의 대전 생산 공장에는 1280개의 배터리를 묶어놓은 검정색 캐비닛 모양의 ESS 설비가 설치돼 있었다. 향후 다른 ESS 시설들에 적용될 때도 이 같은 형태로 들어간다.


특히 주목할 부분은 해당 공간에서 에어컨이나 팬, 수냉 등 냉각장치를 전혀 가동하고 있지 않았다는 점이다. 리튬이온 배터리를 사용한 ESS의 경우 출력이 높아질수록 고열이 발생해 이를 식히기 위한 냉각 설비가 필수로 요구된다.

하지만 냉각에도 불구하고 리튬이온 배터리를 사용한 ESS에서는 잇달아 화재사고가 발생했다. 이로 인해 기업들의 ESS 관련 투자가 사실상 중단되면서 국내 ESS 시장은 고사 상태를 면치 못하고 있다.

김 대표는 "리튬이온 배터리를 썼던 것은 효율이 높고 물량도 받쳐줬기 때문"이라며 "화재만 발생하지 않는다고 해서 ESS 배터리로 쓸 수 있는 것은 아니다. 바나듐 이온 배터리는 안전성을 기본으로 효율과 공급량을 동시에 확보하고 있다"고 했다.
아이오닉5 15분 충전, 서울→대전 이동거리 확보

바나듐 이온 배터리로 구축한 전기자동차 ESS 충전소에서 현대자동차의 '아이오닉5'를 충전하는 모습

스탠다드에너지는 현대자동차의 첫 전기차 전용모델인 '아이오닉5'를 바나듐 이온 배터리 ESS 충전소로 충전하는 모습도 공개했다. 국내 충전소는 50킬로와트(㎾)급이나 100㎾급인 반면 스탠다드에너지의 충전소는 200㎾급까지 성능을 낸다.

다만 이번 충전은 70㎾급으로 진행됐다. 아이오닉5의 배터리가 어느 정도 충전돼 있던 상태였기 때문에 충전량에 제한이 걸려있었다. 15분 정도 충전하니 서울에서 대전까지 이동할 수 있는 에너지가 확보됐다.

스탠다드에너지는 정부의 규제샌드박스를 통해 서울 지역 대형 전자제품 매장에도 이 같은 ESS 충전소를 설치·운용하는 실증특례를 신청했다. 연구단계의 기술이 아니라 이미 개발·생산되고 있으며 실제 적용 가능하다는 것을 강조하려는 목적이다.

기존 ESS 시장은 물론 신재생에너지 보급을 위한 ESS, 전기차의 초고속 충전을 보조하는 ESS, 선박용 ESS 등 사업 영역도 확장해나갈 계획이다.

김 대표는 "어떤 산업이든 '저장'이 패러다임을 바꿨다. 식품산업은 장기보관이 가능해지면서 지각변동이 생겼다"며 "전기는 24시간 균일하게 쓰지 않고 피크 시간대가 있다. 저장하면 이를 관리할 수 있다. 저장을 기술로만 볼 것이 아니라 산업으로 봐야한다"고 했다.

김부기 스탠다드에너지 대표(왼쪽)가 지난 6일 대전 유성구 생산 공장을 방문한 박기영 산업통상자원부 2차관에게 바나듐 이온 배터리 및 이를 활용한 ESS 시설에 대해 설명하고 있다.

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