전철 흐름전지, 실험실서 6000회 충·방전…용량 저하 관측 안 돼

김하린 기자 2026.10.18 15:39

중국과학원 연구진이 알칼리성 전철 흐름전지용 전해질을 개발했다. 실험실 시험에서 6000회 넘는 충·방전에도 용량 저하가 관측되지 않았다.

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중국과학원 연구진이 알칼리성 전철 흐름전지에서 6000회 넘는 충·방전에도 용량 저하가 관측되지 않은 전해질을 개발했다. 하루 한 차례 충·방전을 가정하면 약 16년에 해당하지만, 실제 설비를 그 기간 운전했다는 뜻은 아니다.

중국과학원 금속연구소 연구진은 철 복합체의 분자 구조와 표면 전하를 조정해 음극 전해질의 안정성을 높였다. 연구 결과는 2026년 4월 1일 국제 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)’에 게재됐다.

연구진은 유기 리간드 12종을 바탕으로 철 복합체 11종을 설계한 뒤 [Fe(HPF)BHS]⁴⁻를 선별했다. 부피가 큰 분자 구조는 철 중심부를 보호하고, 음전하 계면은 수산화 이온의 공격과 막을 통한 물질 이동을 줄이도록 설계됐다.

중국과학원은 이 전해질을 적용한 전지가 전류밀도 80mA·cm⁻² 조건에서 6000회 넘게 작동했고, 평균 쿨롱 효율은 99.4%였다고 발표했다. 전류밀도 150mA·cm⁻²에서는 에너지 효율 78.5%를 기록했다. 0.9M 고농도 조건에서는 2000회 충·방전 뒤 에너지 효율이 71.5%였다.

흐름전지는 전해액을 탱크에 저장하고 전지 셀로 순환시켜 전기를 저장하고 방출한다. 연구진은 전해액 탱크를 이용하는 구조가 장시간 방전이 필요한 대규모 저장용 기술 후보가 될 수 있다고 설명했다. 이번 연구의 초점은 전기차 배터리보다 전력망용 저장 기술의 수명과 전해질 안정성에 있다.

원문 보도는 철 원료 가격이 리튬보다 약 80배 낮다고 소개했다. 이는 원료 가격에 관한 비교로, 전지의 설치·운영 비용이 80분의 1이라는 뜻은 아니다. 비교 기준과 산정 시점도 제시되지 않았다.

이번 결과는 실험실 사이클 시험에서 확인됐다. 실제 전력망 설비의 장기 운전 데이터나 상용화 일정은 제시되지 않았다. 상용 적용을 판단하려면 실증 규모의 운전과 시스템 전체 비용 자료가 필요하다.