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전기화학 커패시터 전극의 진전

전문가 제언: ○ 1980년대부터 전기이중층 커패시터(EDLC)는 전자기기 전원의 백업용으로 상용화되었다. 1995년 이후는 전이금속산화물 또는 전도성 고분자의 산화환원 반응을 이용한 유사 커패시터(Pseudocapacitor) 개발이 본격화되었다.

○ EC 전극에서 유효 비표면적(SSA)의 확대를 통해 고용량화 추구를 위한 연구는 필수적이다. SSA의 확대는 커패시터 내부의 등가직렬저항(ESR)을 증가시키는 경향이 있다. 전해액과 전극의 표면 습윤성 및 이온반응의 효율화로 커패시터의 ESR의 개선이 중요하며, 나노입자 수준의 다공성 복합재료의 연구가 더욱 활발하게 추진될 것이다.

○ 전극의 산화환원 반응을 활용한 유사 커패시터 부문은 향후 전기자동차(EV), 하이브리드 자동차(HEV)의 전원에 필수적이므로 고출력 특성을 갖는 초고용량 커패시터의 상용화를 목표로 신제품 개발이 전개될 것이다. 기존 EDLC의 안정성과 유사 커패시터의 고용량 특성을 함께 구현한 하이브리드 EC의 개발이 특히 주목된다.

○ 최근까지의 개발수준에 의하면 전극의 비표면적(SSA)의 확대와 전이금속 산화물인 경우 RuO2에서 뚜렷한 기술적 성과를 보이고 있다. 그러나 전도성 고분자 부문에서는 여전히 기술적인 과제를 안고 있다. EC의 상용화를 촉진하기 위해서 특성적인 측면 외에도 저비용, 친환경, 안전성 및 경량화 등의 요구에 대응하기 위한 EC부문의 본격적인 기술개발은 지금부터 시작이다.

○ 1990년 중반부터 한국에너지기술연구소, 한국전기연구소 및 각 대학들에서 EC 관련 연구가 활발하게 진행되어 왔다. (주)코칩 등 여러 업체들이 다양한 시리즈의 전자기기 백업용 커패시터를 생산, 판매하고 있으며, LS엠트론은 고출력용 울트라커패시터의 생산 및 개발을 진행 중에 있다. 최근 GS칼텍스는 ‘파워카본테크놀로지’를 설립하여 EDLC에 필요한 핵심 탄소소재를 생산할 계획으로 있어 점차 EC사업에 대한 관심이 가속화되고 있다.

저자: Yong Zhang, et. al.,
자료유형: 학술정보