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중소기업 기술로드맵 조회결과

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레독스 플로우 배터리
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

레독스 플로우 배터리 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 레독스 플로우 배터리는 기존 이차전지와는 달리 전해액 내의 활물질이 산화-환원되어 충방전 되는 시스템으로 전기에너지를 전해액의 화학적 에너지로 저장시키는 전기화학적 축전장치

- 범위 : 레독스 플로우 배터리의 주요 구성은 카본 및 금속계 전극소재, 유기 및 무기 전해액, 분리막, 분리판등으로 구성되며 관련 기술로서 전지의 적층(Stacking)기술을 포함함. 2만 싸이클 및 20년 이상의 안정된 수명 특성을 갖고 있고 출력과 에너지 밀도를 독립적으로 설계할 수 있어 4시간 이상의 출력 지속시간을 갖는 장주기 대용량 전력저장용 이차전지

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • 대형 에너지저장시스템의 세계시장 규모는 향후 전력수요 증가와 신재생 에너지 확산 등으로 크게 성장할 것으로 예상하며 2018년 346억 달러 시장을 형성할 전망
  • 특히 전력시스템을 위한 에너지저장시스템으로 보조서비스용, 신재생 에너지연계용 등의 에너지저장시스템은 높은 성장률을 기록할 것으로 예상
  • 주요 선진국들은 시장 확대를 위해 에너지저장시스템과 관련된 연구개발과 실증을 활발히 추진 중이며 일부 상용화에 성공하는 등 사업화 단계 진입
  • 레독스 플로우 배터리용 레독스 쌍 소재의 개발에 따른 시장규모 및 매출액은 미국의 EIA 세계에너지 전망을 근거로 다음과 같이 전망
[ 신규 레독스쌍 소재 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 백만달러, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
세계시장 361 379 398 418 439 461 5.0
[ 레독스 플로우 배터리 분야의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 억원, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
국내시장 5,447 5,719 6,005 6,306 6,621 6,952 4.2
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • 레독스 플로우 배터리 기술의 지난 7년(‘10~’16) 간 출원동향12)을 살펴보면 연도별로 출원경향이 증가, 감소를 반복하고 있어 지속적으로 레독스 플로우 배터리 관련 기술개발 활발
    • 각 국가별로 살펴보면 미국의 출원경향은 ‘10년 이후로 급격히 증가하는 추세를 보이며, 한국 또한 증가하는 경향을 나타냄. 일본은 ‘12년에 감소하다 이후로 증가하다 유지하는 경향을 보이고 있으며, 유럽도 출원건수를 유지
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 한국이 37.5%로 최대 출원국으로 레독스 플로우 배터리 기술을 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 미국이 28.3%, 일본이 21.9%로 비슷한 수준의 출원 비중을 보이고 있음
레독스 플로우 배터리 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 OCI의 출원건수가 가장 높게 나타났으며, 중소기업에서는 에이치투의 출원건수가 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요출원인을 살펴보면 한국에너지기술연구원, 전자부품연구원, 한국생산기술연구원 등 연구소/공공기관의 출원이 다수 나타났으며, 대학은 한국과학기술원, 서울대학교, 연세대학교 등의 출원이 높은 것으로 분석됨
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정
  • 핵심기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ 레독스 플로우 배터리 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
전극 표면처리 기술개발 가격 경쟁력을 위한 대량생산 및 집적화를 위한 전극 제조 전해질의 반응성을 높이기 위한 전극 활성화
복합전극 개발 활성물질이 강산에 용해되어 있으므로 화학적, 전기화학적으로 안정해야 하며, 전지에 적용했을 때 높은 효율이 나오는 기술
전해질 V2O5를 이용한 전해질 대량생산 V2O5를 이용한 전해질 대량생산 및 고에너지밀도를 가지는 전해질 생산 기술
용매 및 첨가제 개발 고농도로 레독스 쌍을 용해시킬 수 있는 용매 및 첨가제 개발
이온교환막 이온교환막 개발 저저항 초박형 레독스 플로우 배터리 이온교환막 개발
가속 수명 평가 기술 개발 이온교환막 물리화학적 및 전기화학적 열화 평가 기술및 가속 수명 평가 기술 개발