Super Capacitor

 환경문제가 대두됨에 따라 현재는 친환경적이며 효율이 높은 발전이 전망되고 있다. 최근에는 전기 자동차, 하이브리드 자동차가 나오면서 전지의 효율성이 중요해지고, 이를 위해서는 에너지 밀도가 높은 전지가 요구된다. 많이 사용되는 리튬이온전지는 에너지 밀도가 낮아 사용에 있어 한계점을 지니며, 따라서 출력이 좋고 에너지 밀도가 충분히 높은 슈퍼 커패시터의 필요성이 요구된다. 일반 커패시터와 유전체나 주 원료가 되는 부분이 다른 것이 큰 특징이다.

커패시터는 전자회로에서는 전력을 저장하였다가 필요 부분 충방전을 통해 전력을 안정하게 보급하는데 의미가 있으며 활성탄소, 전도성 카본과 같이 탄소 원료를 사용한 경우가 최근 대두 되고 있다. 이는 풍력발전, 연료전지, 전기 자동차와 같이 재생에너지, 친환경성을 지향하는 부분에서 크게 각광받을 것이라 예측된다. 

가장 기본이 되는 커패시터의 정의는 일반적으로 2장의 금속판을 전극으로 하고 사이에 유전체를 넣음으로써 축전하는 것이며, 슈퍼 커패시터는 기존의 커패시터의 전기 용량의 성능을 중점적으로 강화시킨 것이다.  그렇기에 기존의 낮은 커패시터의 에너지 효율을 끌어 올리는 것이 핵심이다.

한 매체 인터뷰에 따르면 이영희 IBS 나노구조 물리연구단장은 '에너지 밀도를 올리는 연구를 진행하였으나, 밀도가 증가하면 출력밀도가 낮아지는 단점이 있어 연구의 진행에 어려움이 있다' 고 전하였다. 또한 '최근 슈퍼 커패시터 재료로 각광 받는 활성화탄소와, 그래핀과 같이 전기 전도도가 좋은 탄소 기반 재료들은 넓은 면적을 자랑하여 네어지 저장 밀도를 높히는 반면 출력히 현저히 떨어져 이를 극복하기 위해 구조 설계에 노력중이다' 고 말한다. 끝으로 나노탄소를 기반으로 한 슈퍼 커패시터 기술이기에 개발까지 어렵더라도 더욱 친환경적이며 앞으로가 밝을 것이라 전망했다.

저작권자 2015.02.24 ⓒ ScienceTimes

현재의 경우에도 많은 기업들이 커패시터를 제작하며, 특히나 이번 대구 국제그린에너지엑스포에도 참여한 축전지 전자부품, 슈퍼 커패시터, 카본 솔루션을 제조하는 VINA Tech 도 생산 기업 중 하나이다. Hy- cap 이란 이름의 슈퍼 커패시터로, 활성탄소 표면에 전하를 물리적을 흡착하고 탈착하는 형태의 커패시터로 많은 전기 에너지를 저장하며 높은 전류를 순간적, 연속적 공급하는 에너지 저장 소자. 친환경적이고 가공된 활성탄소를 사용해 장수명과 높은 출력밀도를 보이는 것이다.

  

 출처 : http://www.vina.co.kr (VINATech)

응용 분야로는 그 적용 범위가 넓다 자동차용 전자기기 및 기타 전자기기의 메모리 백업, 고출력용으로 사용될 수 있고, 태양광 가로등 넓은 사용온도에서 적용된다. 풍력발전에 있어서는 피치, 파워 제어를 하며 반영구적으로 오랜기간 점검없이 사용가능하다는 것이 장점으로 대두된다. 현재 고출력을 요구하거나 효율성이 필요한 곳, 또는 오랜 기간 점검이 필요하지 않은 발전기에 적용가능하다.

출력과 효율에 관한 연구는 진행 중에 있으며, 연구의 결과가 앞으로의 전자 기기에 필수적으로 사용될 수도 있으며, 출력과 저장성이 늘어남에 따라 그에 맞는 기기들도 생산 될것이다.