일본산업뉴스요약

‘축전 콘크리트’의 표준 모듈
아이자와고압콘크리트와 MIT가 첫 공개

아이자와(會澤)고압콘크리트(홋카이도)와 미국의 매사추세츠공과대학(MIT)은 공동으로 전기가 흐르는 전자 전도성 탄소 시멘트 재료인 ‘ec3’를 사용한 ‘축전 콘크리트’의 실용적 표준 모듈을 개발했다. 단독주택의 기초나 벤치 등, 콘크리트 구조물의 일부로 활용할 수 있다고 한다. 양 측은 9월 25일에 이 표준 모듈의 실물을 최초로 공개했다.

-- 콘크리트를 쌓아 25층의 전극으로 --
ec3는 MIT의 울름 교수 연구팀이 연구를 진행 중인 재료이다. 전기가 흐르는 탄소 미립자인 '카본블랙(Carbon Black)'을 콘크리트에 첨가함으로써 전도성을 갖게 했다.

축전 콘크리트는 전극인 2개의 ec3 사이에 전해액이 함침된 세퍼레이터를 끼워 넣음으로써 전기를 저장·이용할 수 있다. 일반적인 전지나 배터리와 비교해 장기적으로 사용할 수 있다는 점이 장점이다. 전지는 화학반응을 통해 전기를 저장하기 때문에 장기간 사용하면 성능이 떨어진다. 한편, 슈퍼커패시터(Supercapacitor)와 같은 원리의 축전 콘크리트는 화학반응을 수반하지 않고, 전극 사이를 전하가 이동할 뿐이기 때문에 쉽게 성능이 떨어지지 않는다.

이번에 개발된 표준 모듈은 사방 약 60cm, 높이 약 1.3m의 직육면체. 내부에 2개의 전극과 세퍼레이터로 구성된 층을 25개 쌓아 올린 것이다. 전극 간의 틈새가 커지면 축전 용량이 줄어들기 때문에 PC 강봉을 사용해 상하로부터 압축. 전해액이 휘발되지 않도록 전극 주위를 일반 콘크리트로 밀폐했다.

1기당 출력은 약 25V, 전기 용량은 75Wh. 4기를 연결하면 일반 가정에서 사용하는 100V를 출력할 수 있다. 지금까지의 성능 실험은 소규모 축전 기구를 만들어 실시했지만, 실용적인 전기 용량이 되도록 규모가 큰 표준 모듈을 개발했다.

아이자와고압콘크리트와 MIT는 앞으로 이 표준모듈을 단독주택 기초에 매립해 사용할 계획이다. 주간에 태양광 패널로 발전한 전기를 비축하여 야간에 사용해 주택의 에너지 절약으로 연결시킨다. 축전 콘크리트는 열화(劣化) 수명이 길기 때문에 장기간 사용하는 구조물과 상성이 좋다.

주택 기초 외에도 3D프린터로 축전지의 외장을 제작해 벤치나 공공 조형물 등에 사용할 수 있는 옥외형 축전지를 개발. 시공 방법이나 경제성 등을 검증하는 실증 실험을 2026년 여름 경에 개시할 예정이다.

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