보도자료
광·전자재료센터, 슈퍼캐패시터 성능 획기적 향상기술 개발(10.14)
- 등록일 : 2010-10-21
- 조회수 : 4113
- 출처
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작성자
홍보실
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하이브리드 자동차의 보조동력으로 사용되어 관련 시장의 폭발적인 성장이 전망되는 슈퍼캐패시터의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기술이 우리원 광·전자재료센터 김일두 박사팀에 의해 개발됐다.
나노입자로 구성된 RuO2 나노섬유 웹 주변을 H+ 이온이 자유롭게 이동하면서 산화/환원 반응을 일으킴
김일두 박사팀은‘나노섬유’형상의 루테늄산화물(RuO2)을 손쉽게 대량으로 제조하는 기술을 개발해 이를 슈퍼캐패시터에 적용하는데 성공했다.
슈퍼캐패시터는 전기화학적 에너지 저장 매체로서 이차전지 대체용 또는 배터리의 보조전원으로 최근 큰 주목을 받고 있다. 배터리 대비 에너지밀도는 1/10 수준이나, 10배 이상의 출력, 수만 사이클 이상의 충방전 특성을 갖고 있어 반영구적으로 사용할 수 있으며, 순간 가속이 필요한 전기자동차 및 전동공구 등에 꼭 필요한 부품이다. 전기자동차의 경우 장시간의 안정적인 전기는 배터리를 통해, 순간적인 고출력을 위한 전기는 수퍼캐패시터를 통해 얻을 수 있다. 이 때문에 미국, 일본 기업들이 세계 유수의 완성차 업체들과 손잡고 슈퍼캐패시터 개발에 박차를 가하고 있으며, 국내기업들도 개발을 서두르고 있다.
현재까지 상용화된 슈퍼캐패시터는 탄소소재 표면에서는 전하의 흡착/탈착 과정을 이용하여 전하를 축적하는 전기이중층 캐패시터(Electrical Double Layer Capacitor)가 대표적이며, 가격이 저렴한 반면 부피가 크고 축전용량 값(130 F/g)이 상대적으로 낮아 크기 제약이 따르는 중소형 캐패시터 및 고용량 캐패시터 분야에 적용이 제한적이었다. 이를 극복하기 위해 최근 들어 금속산화물의 산화/환원 반응을 이용한 초고용량 슈퍼캐패시터 개발 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 그 가운데 루테늄산화물(RuO2)은 가장 큰 축전용량 값(700 F/g 이상)을 갖는 것으로 알려져 있다. 그러나, 루테늄산화물은 가격이 매우 비싸고, 대량생산하는 것이 까다롭기 때문에 로켓, 미사일 추진체의 동력원과 같은 군수용의 특수용도로만 활용되어 왔다.
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