한국IR협의회에서 나온 슈퍼커패시터 산업 동향을 살펴보자. 

혁신성장_슈퍼커패시터_신재생에너지 대응을 위한 차세대 고효율, 고용량 에너지 저장 장치_한국기업데이터.pdf
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슈퍼커패시터는 일반전인 전지처럼 에너지저장기술 중의 하나이다. 2차전지는 화학적 저장방식인데 슈퍼커패시터는 전자기적저장방식이다. 슈퍼커패시터는 신재생에너지 산업의 성장으로 인해 중요한 에너지 저장기술로 관심을 받고 있다. 

슈퍼커패시터와 2차전지의 차이는 아래 표를 보면 쉽게 알 수 있다.

2차전지는 에너지 밀도가 높다. 그렇기 때문에 많은 에너지를 저장할 수 있다.

슈퍼커패시터는 전력밀도가 높다. 그렇기 때문에 높은 전력을 출력할 수 있다. 일반적인 커패시터보다 출력은 낮지만 에너지는 밀도는 높아 에너지를 더 많이 저장할 수 있다. 

 

슈퍼커패시터가 필요한 이유는 2차전지와 재생에너지의 단점을 커버하기 위해서다. 2차전지는 고출력시 배터리 수명에 영향을 미치고, 재생에너지는 자연조건에 따라서 출력이 달라진다. 

슈퍼커패시터는 급속 방충전 및 높은 충·방전 효율 및 반영구적인 사이클 수명 특성을 가지고 있다. 즉, 재생에너지로 생산된 전력과 부하전력 사이의 차이를 슈퍼커패시터가 흡수 또는 방출함으로써 전력을 일정하게 유지시킬 수 있다. 

 

슈퍼커패시터는 전극의 양단에 수 볼트의 전압을 가해 전해액 내의 이온들이 전기장을 따라 이동하여 전극표면에 흡착되어 발생되는 애너지를 충전 또는 방전하여 순간적으로 많은 에너지를 저장 후 높은 전류를 공급한다. 

 

슈퍼커패시터의 구조는 전극, 전해질, 분리막으로 구성되며, 슈퍼커패시터는 이차전지와 달리 중금속을 사용하지 않는다. 

슈퍼커패시터는 기술구조에 따라 3가지로 나눌 수 있다. 

전기 이중층 커패시터는 정전기적인 이온의 흡탈착만을 사용한다. 그렇기 때문에 2차전지보다 높은 출력과 안정성이 높아서 보조전원으로 많이 사용된다. 

유사 커패시터는  전기화학적 반응으로 전하 이동을 유도한다. 그렇기 때문에 2차전지와 유사하기에 유사 커패시터라고 부른다.

하이브리드 커패시터는 양극과 음극을 다른 전극재료로 사용함으로써 용량을 높인 커패시터로 차세대 커패시터다. 

 

슈퍼커패시터는 저장용량에 따라서 소형, 종형, 대형으로 나눈다. 소형은 메모리 백업, 종형은 소형 전자기기의 전원, 대형은 자동차용 보조전원, 대규모 UPS로 주로 사용된다. 

 

슈퍼커패시터는 일본과 미국을 주축으로 2차전지에 슈퍼커패시터를 결합하는 방식을 많이 연구하고 있다. 

 

미국의 맥스웰은 2019년 테슬라에 인수하였는데 최근에 다시 매각하였다. 테슬라가 배터리 내재화를 추진하고 있는데, 추측으로는 2차전지의 보조전원으로써 슈퍼커패시터의 역할이 그렇게 크지 않다고 판단된 것이 아닐까 한다. 

https://www.pv-magazine.com/2021/07/30/tesla-sells-maxwell-technologies-dry-cell-tech-for-lithium-ion-batteries-retained/

 

Tesla sells Maxwell Technologies but dry cell tech for lithium-ion batteries retained

Tesla acquired the Californian supercapacitor maker in 2019, leading some to speculate its EVs would use 'supercaps' for top acceleration. Two years on, it appears Elon Musk has moved on and sold Maxwell to UCAP Power, but Tesla has retained the company's

www.pv-magazine.com

 

 

국내 기업으로는 비나텍이 중형 슈퍼커패시터 분야 1위로 기술뿐만 아니라 양산까지 하고 있는 가장 선두업체다. 이 보고서는 소형1위라고 되어 있는데 이부분은 잘못 기재된 것이다. 

개인적으로는 비나텍의 슈퍼커패시터는 전기차보다는 수소차의 보조전원으로 공급되길 바란다. 전기차는 테슬라가 맥스웰을 인수하였다가 매각하였으니 어떠한 이슈가 있는 것으로 보이기 때문이다.

비나텍의 슈퍼커패시터는 현재 차세대 넥쏘에서 테스트 중이다. 수소연료전지도 전려공급과정에서 이산화탄소가 배출되지 않아서 친환경적이고, 슈퍼커패시터도 2차전지와 달리 중금속이 사용되지 않으므로 친환경적이다. 

수소차에 어울리는 보조전원 수단은 슈퍼커패시터가 아닐까 한다.

 

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