2 Seawater Battery SWB explanation Seawater Battery (SWB) A seawater secondary battery uses seawater as an active material or electrolyte, and is an energy storage system capable of charging and discharging. By utilizing natural seawater, the system has the advantages of lower cathode manufacturing costs, abundant raw materials and high fire stability compared to conventional lithium-ion batteries. And in the case of seawater is used as a cathode, sodium ions can be supplied infinitely from natural seawater, so it is a new concept next-generation secondary battery technology with a high theoretical energy density. SWB core technology Na+ selective solid electrolyte Solid electrolyte of SWB locates between seawater and anode to transfer Na+ ions selectively, also simultaneously serves as a that protects the non-aqueous anode from the aqueous cathode. Currently, NASICON (Na Super Ionic Conductor) oxide solid electrolyte, which performs high water resistance and chemical stability, has adopted for SWB, and various shapes of solid electrolytes have been manufactured and applied according to the type of SWB. Stable Na storage anode The anode stores the Na from seawater, and is a part that determines the amount of energy and cycle life of a seawater battery. Because the cell structure of existing sodium-ion batteries and seawater batteries are different, the seawater battery anode is being researched as an energy storage method in its own unique way. Sufficient Na supplement cathode Since natural seawater is used as a catholyte, energy can be stored and used through an electrochemical reaction between salt (NaCl) and water (H2O) dissolved in seawater. Besides seawater, SWBs can also operate in sodium-containing solutions such as salt water, and sodium hydroxide (NaOH). Therefore SWBs have high energy density due to the catholyte supplying a rich Na supply. Seawater battery cell & module SWB cell is developed by combining cathode, anode, and solid electrolyte. We design optimized cells by considering factors that determine cell performance, such as capacity and coulomb efficiency. We also research on SWB module that can be used as an actual energy storage system.
1 Seawater Battery SWB 설명 Seawater Battery (SWB) 해수 이차전지는 해수를 양극 활물질 또는 전해질로 사용하는 전지로, 충∙방전이 가능한 에너지 저장 시스템입니다. 이 시스템은 자연 해수를 활용함으로써 기존 리튬이온전지 대비 낮은 양극 제조 비용 및 풍부한 원자재 그리고 높은 화재 안정성의 장점을 가지고 있습니다. 그리고 해수를 양극으로 사용할 경우 나트륨 이온을 자연 해수로부터 무한하게 공급받을 수 있어 높은 수준의 이론 에너지밀도를 가지는 신개념 차세대 이차전지 기술입니다. SWB 핵심기술 선택적 Na+ 투과 고체 전해질 고체전해질은 해수와 음극 사이에 위치하여 Na+이온을 선택적으로 이동시켜주고, 동시에 비수계 음극을 수계 양극으로부터 보호해주는 분리막 역할을 수행합니다. 현재는 수분차단성 및 화학적 안정성이 높은 산화물 NASICON (Na Super Ionic Conductor) 을 사용하고 있으며, 해수이차전지 타입에 맞추어 다양한 형태의 고체전해질을 제작 및 적용하고 있습니다. 안정적인 Na 저장공간 음극 음극은 해수에서 추출한 Na를 저장하는 곳으로, 해수전지의 에너지량과 수명을 결정하는 파트입니다. 기존 소듐이온배터리와 해수전지는 셀의 구조가 다르기 때문에, 해수전지만의 독자적인 방법으로 에너지 저장 방법이 연구되고 있습니다. 풍부한 Na 공급 양극 천연해수를 양극 활물질로 사용하여, 해수에 녹아있는 소금(NaCl)과 물(H2O)의 전기화학 반응을 통해 에너지를 저장 및 사용할 수 있습니다. 또한 해수 외에도 나트륨이 포함된 용액 (소금물, 수산화 나트륨) 등에서도 작동이 가능하여 풍부한 Na 공급으로 인한 고에너지 밀도를 가집니다. 해수전지 셀 및 모듈 해수전지 소재인 양극, 음극, 고체 전해질 소재들을 결합하여 하나의 해수전지 셀을 개발합니다. 용량, 효율 등 셀의 성능을 판단하는 요소들을 고려하여 최적화된 셀을 디자인합니다. 또한, 다수의 셀을 체결함으로써 실제 에너지 저장장치로 사용가능한 해수전지용 모듈을 연구합니다.
