[표지] 1
제출문 2
요약문 3
SUMMARY 4
CONTENTS 6
목차 9
제1장 서론 15
제1절 연구개발 추진배경 15
1. 新기후체제와 2050 탄소중립 15
2. 2050 탄소중립 시나리오 및 정책 16
3. 재생에너지로 전환과 문제점 17
제2절 기술의 개요 20
1. 해수를 이용한 대용량 에너지저장장치 20
2. 블루배터리 기술개요 22
3. 선행연구동향 26
제2장 연구개발의 목적 및 중요성 29
제1절 연구개발의 목적 29
1. 연구개발의 목적 29
제2절 연구개발의 중요성 30
1. 기술적 측면 30
2. 경제·산업적 측면 31
3. 정책적 측면 33
4. KIER R&R과 부합성 측면 34
제3장 연구개발의 내용 및 범위 35
제1절 연구개발의 내용 35
1. 연구목표 35
2. 연구내용 및 범위 39
제2절 추진전략 41
1. 추진전략 41
제4장 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 42
제1절 연구개발 결과 42
1. 블루배터리 단위셀 설계 및 성능평가 42
제2절 활용계획에 대한 건의 53
1. 블루배터리 활용계획 53
2. 블루배터리 중장기 기술개발 로드맵(~2030) 54
제5장 결론 55
참고문헌 56
[뒷표지] 58
〈표 1- 1〉 저장주기에 따른 ESS 기술구분 20
〈표 3- 1〉 연구목표 및 내용 35
〈표 3- 2〉 연구목표 평가방법 36
〈표 3- 3〉 연구개발 추진전략 41
〈표 3- 4〉 연구팀 구성 41
[그림 1- 1] 2050 탄소중립을 위한 에너지부분 4대 전략 17
[그림 1- 2] 제주지역 덕 커브 현상 18
[그림 1- 3] 제주도 발전단지 출력제한 명령횟수 19
[그림 1- 4] 해상풍력과 연계한 해수이용 대용량 ESS 개념 21
[그림 1- 5] 일반적인 산-염기 흐름전지 개념도 22
[그림 1- 6] 블루배터리 충·방전원리 개념도 23
[그림 1- 7] 블루배터리의 전기화학적 위치에너지 24
[그림 1- 8] 해수를 이용한 에너지저장기술의 세대적 변화 25
[그림 1- 9] 바오밥(BAoBaB) 프로젝트 컨소시엄 26
[그림 1-10] 바오밥 프로젝트의 블루배터리 개념도 26
[그림 1-11] 블루배터리 작동원리 27
[그림 1-12] 네덜란드 그린빌리지에 적용된 블루배터리 기술 28
[그림 2- 1] 해수를 이용한 에너지저장기술 연구개발 배경 29
[그림 2- 2] KIER 블루배터리의 연구개발목표(기준: 에너지저장밀도) 30
[그림 2- 3] 미국의 ESS 시장성장 31
[그림 2- 4] KIER R&R과의 부합성 34
[그림 3- 1] 블루배터리 내 BPM에 의한 성능감소 37
[그림 3- 2] 생체모사형 블루배터리 단위셀 구조 개념도 39
[그림 4- 1] Lab-scale 블루배터리 단위셀 및 시스템 43
[그림 4- 2] 블루배터리 충방전 사이클에 따른 OCV 측정결과 44
[그림 4- 3] CC-CV 모드에서 블루배터리 전압 특성 45
[그림 4- 4] 저전류 조건에서 블루배터리 에너지저장밀도 특성평가 46
[그림 4- 5] Batch에 따른 블루배터리 에너지저장밀도(전류밀도 1.5 mA/cm²) 47
[그림 4- 6] 블루배터리 단위셀의 전류밀도 및 충방전 시간에 따른 쿨롱효율 48
[그림 4- 7] 블루배터리 충방전 사이클에 따른 최대출력밀도(3.3 W/m²) 49
[그림 4- 8] 블루배터리의 충방전 연속운전(30회 이상) 49
[그림 4- 9] 블루배터리 충전에 따른 음극과 양극의 pH 변화 개념도 50
[그림 4-10] 강염기와 강산에 노출된 CEM과 AEM의 이온교환용량(IEC) 변화 51
[그림 4-11] 강염기 조건에서 AEM의 분해기작 52
[그림 4-12] 강산 및 강염기에 노출된 AEM과 CEM의 IEC 변화 52
[그림 4-13] 블루배터리 연구개발 단계별 전략 54
[그림 4-14] 블루배터리 중장기 로드맵(2021-2030) 54