지난 5월 바이든 행정부는 미국의 배터리 공급망 확보를 시작하기 위해 31억 6000만 달러의 자금을 할당했다. 대부분의 초점은 전기 자동차용 리튬 이온 배터리에 있었지만 곧 다른 종류의 배터리가 경쟁에 합류할 것이다. 빌 게이츠가 지원하는 배터리 스타트업 Form Energy는 최근 철-공기 배터리를 위한 7억 6천만 달러 규모의 공장을 건설할 계획이라고 발표했다.

이 배터리는 태양광 및 풍력과 같은 재생 가능 에너지로 생산된 전기를 저장하기 위해 만들어졌으며 리튬 이온과 차별화되는 몇 가지 주요 기능이 있다.

각 배터리는 세탁기만큼 크며 크기가 약 1평방미터인 평평한 50개의 철-공기 셀을 수용한다. 셀은 AA 배터리에 사용되는 것과 유사한 수성 전해질로 둘러싸여 있다. 방전하기 위해 배터리는 공기에서 산소를 흡입하여 철을 일반적으로 녹으로 알려진 산화철로 변환하고 그 과정에서 전기를 생성한다. 전류를 가하면 녹이 다시 철로 변환되고 산소가 방출되며 배터리가 충전된다.

철-공기 배터리는 리튬-이온에 비해 두 가지 큰 장점이 있다. 첫 번째는 비용이다. 철은 니켈, 코발트 또는 리튬과 같은 광물보다 저렴하고 조달하기가 훨씬 쉽다. Form Energy는 리튬 이온 배터리 비용의 절반도 안되는 킬로와트 시 당 $20의 비용으로 배터리를 만들 수 있다고 말한다.

두 번째 장점은 지속 시간이다. 철-공기 배터리는 100~150시간 동안 전력을 저장할 수 있다. 이는 간헐성으로 인해 신뢰할 수 있는 기본 부하 전원이 되지 못하는 풍력이나 태양열과 같은 재생 에너지로 생성된 에너지를 저장하는 데 특히 유용하다.

그러나 느린 방전의 반대 측면은 느린 충전이다. 철-공기 배터리는 리튬 이온 배터리보다 충전하는 데 더 오래 걸린다. Form Energy는 기존 배터리와 함께 사용될 가능성이 높은 수천 개의 배터리로 구성된 "파워블록"을 만들 계획이다. 철-공기는 더 긴 부하 수요에 전력을 공급하고 리튬은 수요 급증에 대비할 것이다.

Form Energy 배터리의 마지막 장점은 재활용이 가능하다는 것이다. 배터리를 만드는 데 사용되는 금속은 배터리 수명이 다할 때 추출하여 다른 곳에서 사용할 수 있다(이는 기존 배터리를 제외하고 사우스 캐롤라이나에 건설 중인 배터리 재활용 공장이 정확히 수행할 작업이다).

지난 달 말, 이 회사는 웨스트버지니아주와 협력하여 옛 철강 생산 도시인 위어튼(Weirton)에 첫 번째 제조 공장을 건설할 계획을 발표했다. 이 시설은 55에이커 부지에 약 750명의 직원을 고용할 예정이다. 건설은 올해 시작될 것으로 예상되며 첫 번째 배터리는 2024년에 생산 라인에서 나올 것이다.

Form Energy는 지난 10월 시리즈 E 펀딩에서 4억 5천만 달러를 받아 총 펀딩 금액이 8억 달러를 넘어섰다. 이 회사는 미네소타에 150메가와트시 배터리를 설치하는 계약을 체결했으며 조지아에서도 유사한 파일럿을 수행하려고 한다.

철-공기 배터리가 재생 에너지 저장 딜레마에 진정으로 흠집을 낼 수 있는지 여부는 여전히 남아 있지만 Form Energy가 성공을 위해 설정되고 있음을 나타내는 징후가 있다.

이미지 출처: Form Energy