[신기술소개] 중국 e-bike 시장에서의 납축전지와 리튬이온전지의 대결

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Glycerol/O 2 바이오 연료전지

Glycerol은 무독성, 비휘발성 및 비인화성인 특성을 지니고 있을 뿐만 아니라, 고 에너지 밀도 를 가지고 있으며, 바이오디젤 생산시 부산물로 나온다는 특성으로 인해 기존의 연료전지에 사용 하는 연료를 대체할 수 있는 대체제로서 매우 유망한 물질로 간주되고 있다. 그럼에도 불구하고 저온 혹은 귀금속을 사용하는 연료전지에 있어서는 연료로서 사용되지 못하고 있다. 미국 Saint Louis 대학의 한 연구팀은 효소에 의한 바이오 연료전지에 사용되는 연료로서 glycerol을 사용하 는 연구를 지난 수년간 수행하여 alcohol dehydrogenase와 aldehyde dehydrogenase를 기반으로 한 바이오 음극을 제조하여 이것이 glycerol을 산화시키는데 성공하였다고 밝혔다. 이러한 바이오 음극을 채택한 Glycerol/O

바이오 연료전지는 1.21 mW/cm

이상의 출력밀도와 98.9%와 같은 고농도에서 작동됨을 기록하였는데, 이는 기존의 바이오 연료전지가 저 지방족 알콜과 같은 연료 의 용매특성 혹은 당류와 같은 고체연료와 같은 성질 때문에 고농도의 연료에서는 효과적으로 작동되지 않았던 점을 획기적으로 개선한 결과라는 점에서 주목할 수 있다. 이들이 개발한 glyc- erol/O

바이오 연료전지는 에탄올 바이오연료전지에 비해서도 출력밀도가 개선되었다고 주장하 고 있다.

출처: Journal of Power Sources Vol.173, pp156 (2007) 남 상 철 ((주)누리셀)

중국 e-bike 시장에서의 납축전지와 리튬이온전지의 대결

중국은 전지에 의해 구동되는 개인 이동수단, 즉 전기자전거와 전기 스쿠터(i.e. e-bike)의 보급 이 1990년대 후반부터 빠른 속도로 이루어지고 있다. 2006년에 발표된 자료에 의하면 중국에서 판매된 연간 e-bike의 수량은 1,700만대로서 e-bike 성장의 일부는 재충전이 가능한 밀폐형 납축 전지(valve-regulated lead-acid, VRLA)의 성능개선이 큰 부분을 차지하고 있다고 말할 수 있을 만큼 VRLA전지가 e-bike 시장에서 차지하는 역할에 대해서는 주지의 사실이다. 그러나 수년 내 에는 기존 VRLA전지에서 보다 가볍고 고 에너지 밀도를 갖는 리튬이온전지로 변화하는 시기를 거쳐 이러한 리튬이온전지가 중국뿐만 아니라 전세계적인 개인 이동수단의 미래시장증대에 큰 영향을 미칠 것이라고 예측되고 있다. VRLA전지의 경우 단위 중량당 에너지는 34 Wh/kg이며

$88/kWh의 가격을 형성함에 반해 리튬이온전지의 경우 단위 중량당 에너지는 106 Wh/kg로 약 3배의 증가효과는 있으나, 평균 $590/kWh의 가격을 형성하고 있기 때문에 획기적인 성능개선이 나 가격절감의 결과 없이는 지금 당장 전지의 교체시기가 도래할 것으로는 예측되지는 않는다.

VRLA전지의 경우에는 cell의 변환성이, 리튬이온전지의 경우에는 여전히 높은 가격과 안전성이 극복해야 할 최우선 과제로 손꼽히고 있으며, 이는 LiFePO

와 같은 신재료에 의해 어느정도 극 복 가능할 것으로 예측되고 있다.

출처: Journal of Power Sources Vol.172, pp938 (2007)

남 상 철 ((주)누리셀)