'물에 담근' 배터리 내년 상용화…"화재 걱정 끝"

울산과학기술원 연구팀, 시제품 개발 돌입

연구진이 디자인한 WIB 시스템이 적용된 시제품 모식도

[아시아경제 김봉수 기자] 물 속에서 작동돼 아예 화재 발생 가능성을 차단한 배터리가 개발된다.

울산과학기술원(UNIST)은 김영식 에너지화학공학과 교수팀이 한국동서발전, 한국기계전기전자시험연구원(KTC)과 함께 '워터 인 배터리(Water-in Battery)' 상용화를 위한 제품 개발에 착수했다고 17일 밝혔다.

이 배터리는 특수 방화 물질이 포함된 물속에서 작동한다. 즉 방화 물질을 녹인 용액 속에서 배터리 소재가 들어 있다. 정상 작동 시에는 배터리의 열을 낮춰 수명을 향상시키고, 배터리가 열폭주를 일으키면 표면의 방화물질이 침투해 산소와 열을 차단하면서 화재를 조기 차단하는 원리다.

이날 회의에서는 WIB 시스템 개발 및 실증을 위한 협력방안이 논의됐다. 참여기관들은 WIB가 적용된 100kWh급 ESS 시스템을 설계, 제작해 구축하고 실증하기 위한 협력에 나선다. 신재생에너지와 연계한 폭발 걱정 없는 ESS 기반 전기차 충전소를 운영하는 것이 목표다.

김영식 교수는 “최근 5년간 국내에서만 약 30건의 ESS 화재가 보고되는 등 배터리 화재문제에 대한 경각심이 높아지는 가운데, 이를 해결할 수 있는 방안을 고민해왔다”며 “바닷물 속에서 작동하는 해수전지가 화재에서 안전하다는 점과, 전기차 화재 진압을 위한 침수 소화 사례에서 착안해 방화물질 속에서 작동되는 배터리 시스템을 개발했다”고 설명했다.

연구팀은 산업통상자원부와 울산광역시의 지원을 받는 지역활력프로젝트 사업의 일환으로 해수전지 및 해양특화전지를 개발해오는 과정에서 WIB 시스템에 대한 아이디어를 얻었고 이를 실제 구현하는데 성공했다.

연구팀은 직접 제작한 ESS 모듈을 활용한 열폭주 시험을 통해 시스템의 성능을 직접 검증하기도 했다. 한국산업기술시험원(KTL)에서 진행한 실험에서 WIB 기술을 적용한 ESS는 기존 ESS 대비 폭발 및 추가 화재전이도 발생하지 않았다. 연구진은 해당 결과를 바탕으로 WIB 시스템의 개념을 국제학술지에 출판했으며, 관련 원천 특허도 다수 확보하는 성과를 거뒀다.

연구팀은 자체 창업한 포투원을 통해 한국동서발전과 함께 WIB 시제품을 제작한 후 제작에 참여한다. 향후 약 1년의 실증기간을 거쳐 내년 하반기에 상용제품 출시를 목표로 하고 있다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr