엑스알비㈜가 국내외 산·학·연 기관이 함께 수행하는 「고효율과 고안정성을 갖는 ESS용 차세대 레독스 흐름전지를 위한 혁신소재와 시스템 개발」 국제공동연구과제에 참여합니다.

이번 과제는 켐트로스가 주관하고 한국생산기술연구원, 부산대학교, 단국대학교를 비롯해 미국 하버드대학교(Harvard University)와 조지아공과대학교(Georgia Institute of Technology, Georgia Tech) 등이 공동으로 참여합니다.

   연구진은 고효율·고안정성 전해액과 분리막, 전극 기능층 등 핵심 소재를 개발하고, 이를 차세대 레독스 흐름전지 시스템에 적용해 성능과 사업화 가능성을 검증할 계획입니다.

특히 조지아텍과는 머신러닝 기반의 전해액 소재 고도화와 중력 구동 방식의 펌프리스(Pump-less) 레독스 흐름전지 시스템 개발 및 검증을 담당합니다. 고농도 전해액과 무펌프 흐름 시스템을 결합한 프로토타입을 제작하고, 전극·전해질 내부의 구조 변화와 이온 전달 특성을 분석해 에너지 변환 효율을 높이는 연구를 추진합니다.

   하버드대는 전해액과 분리막의 고속평가, 첨가제가 온도 안정성과 수명에 미치는 영향 분석, 유기 레독스 커플의 용량 회복 및 열화 역전 기술 등을 연구합니다. 이를 통해 장수명·고안정성 차세대 레독스 흐름전지의 핵심 소재와 평가기술을 확보할 예정입니다.

   엑스알비는 이번 과제에서 신규 전해질과 레독스 커플을 실제 배터리 시스템에 적용하고, 성능과 안정성을 시험·검증하는 역할을 수행합니다. 구체적으로 신규 전해질의 실증 기반 연구, 레독스 커플의 용해 안정성 평가, 고에너지밀도 기술이 적용된 스택의 성능시험, 펌프리스·자유대류 방식 차세대 레독스 흐름전지의 비교평가를 하고 엑스알비의 확장형 배터리에 적용가능성을 검증합니다.

   미국을 중심으로 한 최근 흐름전지 연구는 기존 대용량 장주기 ESS를 넘어 고에너지밀도 전해액, 신규 레독스 활성물질, 고성능 분리막, 펌프와 외부 배관을 최소화한 컴팩트형 시스템 등 고부가가치 분야로 빠르게 확대되고 있습니다. 이는 흐름전지의 안전성과 장수명이라는 장점을 유지하면서도 에너지밀도와 시스템 복잡성, 설치면적 등의 한계를 개선하려는 기술적 흐름입니다.

  이러한 연구 방향은 엑스알비가 보유한 ‘확장형 스택(eXpandable Stack)’ 기술 및 정체형 바나듐 레독스 배터리(SVRB) 개발전략과 높은 시너지가 기대됩니다. 엑스알비의 확장형 스택은 전극 반응면적을 효과적으로 확대해 출력과 공간 활용도를 높일 수 있으며, 펌프리스 또는 자유대류 시스템에 최적화할 경우 기존 흐름전지와 차별화된 컴팩트·고출력 제품으로 발전할 수 있습니다.

   엑스알비는 이번 국제공동연구를 통해 조지아텍의 펌프리스 시스템 및 전해액 최적화 기술, 하버드대의 첨단 소재·수명평가 기술과 자사의 확장형 스택 및 시스템 실증 역량을 결합할 계획입니다. 이를 바탕으로 AI 데이터센터용 UPS·BBS, 옥내용 ESS, 고안전 산업용 전원 등 기존 흐름전지가 진입하기 어려웠던 새로운 시장을 개척하고자 합니다.

   또한 연구 결과에 대한 실증 데이터와 국제 공동성과를 축적함으로써 향후 미국을 비롯한 해외시장 진출, 현지 기업과의 공동개발, 글로벌 공급망 구축 및 기술사업화에도 유리한 기반을 마련할 것으로 기대하고 있습니다.

   엑스알비 관계자는 “이번 과제는 소재 개발에 머무르지 않고 전해액과 분리막, 전극, 스택, 펌프리스 시스템 및 실증평가까지 연결하는 국제 공동연구라는 점에서 의미가 크다”며 “세계적인 연구기관의 원천기술과 엑스알비의 확장형 스택·시스템 기술을 결합해 차세대 레독스 흐름전지의 새로운 제품군을 만들고 글로벌 시장 진출을 본격화하겠다”고 밝혔습니다.

  엑스알비는 앞으로도 국내외 산·학·연 협력을 확대하고, 안전성·장수명·고출력·컴팩트화를 동시에 구현하는 차세대 레독스 배터리 기술을 통해 글로벌 ESS 시장을 선도해 나가겠습니다.