전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
홈 산업 에너지

속보

더보기

KAIST, 물 기반 전지 개발...리튬전지보다 98% '저렴'

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = KAIST에서 기존 리튬전지보다 98% 저렴한 전지를 개발했다.

KAIST 생명화학공학과 김희탁 교수와 신소재공학과 김상욱 교수 공동 연구팀은 전기화학 소자의 핵심 부품인 멤브레인을 사용하지 않고도 에너지 효율 80% 이상을 유지하면서 1000번 이상 구동되는 새로운 개념의 물 기반 아연-브롬 전지를 개발했다고 8일 밝혔다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 브롬 활물질을 전극내부에서 폴리브롬화물로 전환해 저장하는 다기능성 전극의 메커니즘의 모식도와 멤브레인을 장착하지 않고구동되는 전지의 실제 모습. [제공=KAIST] 2020.01.08 swiss2pac@newspim.com

이번 연구를 통해 일본, 미국의 수입에 의존해 온 다공성 분리막이나 불소계 이온교환막을 사용하지 않는 기술로, 해당 기술에 대한 대외 의존도를 낮출 수 있을 것으로 기대된다.

이주혁 박사과정과 변예린 박사후연구원이 공동 1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced materials)'12월 27일자 표지논문에 선정됐다.(논문명: High-Energy Efficiency Membraneless Flowless Zn-Br Battery: Utilizing the Electrochemical-Chemical growth of Polybromides)

최근 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 불안정한 전력 공급을 해결하기 위해 전기 에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용할 수 있는 에너지저장장치(ESS)가 주목받고 있다.

현재는 리튬이온전지가 에너지저장장치용 이차전지로 사용되고 있으나 발화성 유기 전해액 및 리튬계 소재로 인한 발화의 위험성을 지니고 있다. 지난 2017년부터 올해 10월까지 총 21건의 에너지저장장치 화재사고가 발생했으며, 전체 에너지저장장치 시설 1490개 중 35%인 522개의 가동이 중단되기도 했다.

이러한 이유로 물을 전해질로 사용한 비 발화성 물 기반 이차전지 기술이 에너지저장장치용 차세대 이차전지로 주목받고 있다. 특히 다양한 물 기반 전지 기술 중 아연과 브롬을 활물질로 사용하는 아연-브롬 레독스 흐름 전지는 높은 구동 전압 및 높은 에너지 밀도를 가져 1970년대부터 지속해서 개발돼왔다.

그러나 아연-브롬 레독스 전지는 브롬이 아연과 반응해 전지 수명을 단축시키는 문제로 인해 상용화가 지연됐다. 이러한 반응을 억제하기 위해 펌프를 이용해 브롬이 함유된 전해질을 외부 탱크로 이송해 왔으나, 이는 펌프 구동을 위한 에너지 소모 및 브롬에 의한 외부 배관이 부식되는 문제를 동반한다.

브롬을 포획하는 전해질 첨가제 및 브롬의 이동을 차단할 수 있는 멤브레인에 대한 개발이 진행됐으나, 가격증가 및 출력 저하의 문제점이 발생했다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 김희탁 KAIST 생명화학공학과 교수, 김상욱 KAIST 신소재공학과 교수. [제공=KAIST] 2020.01.08 swiss2pac@newspim.com

김희탁 교수와 김상욱 교수 공동 연구팀은 일본, 미국에 의존하던 값비싼 멤브레인 소재와 어떠한 첨가제도 사용하지 않는 새로운 물 기반 아연-브롬 전지를 개발했다.

전해질 내의 이온과 외부 전기회로 사이의 전자를 주고받는 한정된 역할만 수행하던 전극의 기능에 멤브레인과 첨가제가 담당하던 브롬을 포획할 수 있는 기능을 추가했다.

질소가 삽입된 미세기공 구조를 전극 표면에 도입해 미세기공 내부에서 비극성 브롬을 극성 폴리브롬화물로 전환한 뒤, 질소 도핑 카본과 폴리브롬화물간 쌍극자-쌍극자 상호 작용을 통해 폴리브롬화물을 기공 내부에 고정했다.

이 기술은 멤브레인의 기능을 전극이 담당하므로 고가의 멤브레인이 필요 없으며, 브롬을 외부 탱크가 아닌 전극 내부에 저장함으로써 펌프 및 배관을 제거할 수 있어 가격 저감 및 에너지 효율을 증대했다.

연구팀이 개발한 다기능성 전극을 이용한 멤브레인을 사용하지 않는 물 기반의 아연-브롬 전지는 리튬-이온 전지보다 약 98% 저렴할 뿐 아니라, 에너지 효율 83% 이상을 보이며 1000 사이클 이상 운전이 가능하다.

김상욱 교수는 "차세대 물 기반 전지의 한계를 극복하기 위한 나노소재 기술을 이용한 새로운 해결책을 제시했다"라고 말했다.

김희탁 교수는 "이번 연구를 통해 기존보다 안전하고 경제적인 에너지저장장치의 개발이 가속화되기를 기대한다"라고 말했다.

이번 연구는 KAIST 나노융합연구소, 에너지클라우드 사업단, 과학기술정보통신부 리더연구자지원사업인 다차원 나노조립제어 창의연구단의 지원을 받아 수행됐다.

swiss2pac@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
옥주현 '190억 한남더힐' 구청에 압류됐다고? [서울=뉴스핌] 남라다 기자 = 뮤지컬 배우 옥주현씨가 190억원에 매입한 한남더힐 아파트가 경매에 넘어가면서 이전 소유자의 부동산 거래 차익도 주목받고 있다. 전 소유자는 중견기업 오너로 10년간 보유해 120억원의 차액을 벌었다.  [서울=뉴스핌] 서울 용산구 한남 더힐 전경 ◆69억원에 산 한남더힐, 190억원에 매각 11일 부동산 등기부등본에 따르면 옥주현씨는 지난해 5월 7일 전 소유자와 서울 용산구 한남더힐 전용면적 약 243㎡(약 74평) 복층형 주택의 매매계약을 체결했다. 올해 4월 10일 소유권 이전 등기를 마쳤다. 거래가격은 당시 방탄소년단(BTS) 진의 175억원 거래를 넘어선 단지 역대 최고가였다. 전 소유자는 2015년 9월 해당 주택을 69억원에 매입했다. 약 10년 사이 가격이 2.8배로 올라 매매 차액은 121억원에 달했다. 단, 세금과 금융비용 등을 차감하기 전 금액이다. 이 소유자는 매매 차익을 바탕으로 부친이 보유한 용산구 이태원동 '어퍼하우스 남산' 두 채를 각각 102억원과 103억원에 매입하는 계약도 체결했다. 중개업소를 거치지 않은 직거래였다. 두 주택은 전용면적 각각 235㎡와 233㎡로 같은 층에 나란히 자리하고 있다. 소유권 이전은 한남더힐을 옥씨에게 넘긴 날과 같은 4월 10일 이뤄졌다. 별도 근저당권이 설정되지 않아 전액 현금 매입으로 추정되지만, 한남더힐 매각대금이 사용됐는지는 확인되지 않았다. 어퍼하우스 남산은 신원종합개발이 옛 남산체육관을 리모델링해 조성한 4개 동, 19가구 규모의 고급빌라다. ◆반년 만에 경매행…차입 부담 거론 서울서부지법은 지난 10월 14일 옥씨 소유 한남더힐에 대한 임의경매 개시를 결정했다. 매매 계약한 지 약 6개월 만이다. 경매 신청 채권자는 한국금융자산관리대부이며 청구액은 약 21억7000만원이다. 등기부상 근저당권은 4건, 채권최고액 합계는 약 237억원으로 보도됐다. 채권최고액은 담보로 보장받는 채권의 한도여서 실제 대출 잔액과는 다르다. 경매 배경으로는 부동산 매입 과정에서 커진 차입 부담이 거론된다. 옥씨가 법인 명의의 신사동 건물과 한남더힐을 공동담보로 자금을 조달했으며, 관련 대출이 300억원을 웃도는 것으로 알려졌다. 제2금융권과 대부업체 차입에 따른 연간 이자 부담도 최소 20억원 이상으로 추산했다. nrd@newspim.com 2026-11-11 10:25
사진
고졸 생산직 10년차에 삼바 연봉 1.2억? [서울=뉴스핌] 김신영 기자 = 삼성바이오로직스가 고등학교 졸업자면 지원 가능한 생산직 신입사원을 뽑는다. 해당 직군의 9~10년차 이상 연간 보수는 1억~1억2000만원으로 알려졌다. 통상적으로 대학 졸업 이후 취업하더라도 10년차에 억대 연봉을 받을 수 있는 직군은 손에 꼽는 만큼 대졸 구직자의 관심까지 끌고 있다. 11일 제약·바이오 업계에 따르면 삼성바이오로직스는 오는 17일까지 인천 송도에서 근무할 바이오공정지원직 5급 신입사원을 모집한다. 삼성바이오로직스 전경 [사진=삼성바이오로직스] 이번 채용 분야는 바이오의약품 생산에 필요한 직·간접 지원 업무를 맡는 직군으로 고등학교 졸업자와 동등 학력 보유자, 내년 2월 이전 졸업 예정자면 지원할 수 있다. 바이오 계열 전공자나 유관 과목 이수자는 우대하며 직무에 따라 주간근무나 교대근무가 적용된다. 삼성바이오로직스의 바이오공정지원직은 업계 생산직 중에서도 연봉이 높은 편이다. 초봉은 교대근무 기준 6000만원~7000만원까지 알려졌다. 5년차는 8500만원 이상의 연봉을 수령하며, 9~10년차 이상은 1억~1억2000만원 수준으로 전해진다.  생산직은 여기에 근무 형태에 따른 수당이 붙을 수 있다. 교대근무자는 야간이나 휴일에 일하는 시간에 따라 수당이 달라진다. 연봉 총액이 알려진 수준보다 더 올라갈 수 있는 셈이다. 이 같은 보수 조건은 대졸 구직자에게도 지원을 고려해볼 만한 요소로 작용하고 있다. 국세청 연말정산 통계에 따르면 2024년 귀속 근로소득 신고자 가운데 총급여가 1억원을 넘은 비율은 7.3%였다. 전체 근로자 100명 중 7명꼴로, 10년 안팎의 근속자가 억대 보수를 받는 경우는 흔치 않다는 의미다.  이에 대졸자도 생산직에 지원할 수 있는지는 이전 채용에서도 관심사였다. 삼성바이오로직스가 지난해 7월 바이오공정지원직 5급 신입사원을 모집할 당시 직장인 커뮤니티 블라인드에는 대졸자 선발 여부를 묻는 글이 올라왔다.  삼성바이오로직스가 높은 보수를 지급할 수 있는 배경에는 가파른 실적 성장과 이에 연동된 성과급이 있다. 그 결과 직원 1인당 평균 급여는 2021년 7900만원에서 2022년 9200만원, 2023년 9900만원으로 올랐다. 2024년에는 1억700만원으로 처음 1억원을 넘겼고 지난해에는 1억1400만원까지 올라갔다. 4년 만에 3500만원, 44.3% 늘었다. 연평균 증가율은 10%에 달한다. 국내 주요 제약·바이오 기업들의 평균 연봉과 비교해도 업계 최상위권이다. 지난해 사업보고서 기준 셀트리온의 평균 연봉은 1억700만원, 유한양행 1억원, SK바이오사이언스 6800만원 등으로 집계됐다. 삼성바이오로직스는 임직원의 주거와 통근, 식비 부담을 덜어주는 복지 제도도 운영하고 있다. 서울·경기권 거주자를 위한 출퇴근 셔틀버스를 운행하고, 셔틀 이용이 어려운 경우 내부 검토를 거쳐 기숙사를 제공한다. 사내 식당에서는 한식·일식·중식·양식 등 8가지 이상의 식사 선택지를 무료로 제공한다. 송도 근무를 위해 거주지를 옮기거나 장거리 통근을 해야 하는 신입사원은 입사 초기 생활비를 줄일 수 있는 환경이다. 한 업계 관계자는 "삼성바이오로직스는 기본연봉이 높은 편이고, 교대근무에 따른 야간·주말 수당까지 더해지면 연간 보수가 더 높아진다"며 "바이오 관련 전공을 살려 생산직에 취업하려는 고졸·전문대졸 구직자들이 입사를 우선적으로 고려하는 이유"라고 말했다. sykim@newspim.com 2026-11-11 14:23
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동