수퍼커패시터

에너지효율향상과 기후변화, 고유가등에너지환경변화에 따라 다양한 에너지저장기술이 기존산업을 획기적으로 바꿀 수 있는 와해성 기술로 개발되고 있다.

이중 수퍼커패시터는 단시간에 전기 에너지를 저장하고 필요시에 큰 전류를 순간적 연속적으로 공급할 수 있는 고출력 장수명 전기에너지저장기기로, 최근 이를 자동차, 수송/기계분야와 전력계통분야에 적용하는 기술이 한국, 일본, 미국과 중국을 중심으로 활발히 개발되고 있다.

수퍼커패시터는 에너지용량중심의 이차전지와 차별화되는 고출력 특성과 수 십 만회 이상의 충방전 장기신뢰성을 보유해 이들 특성을 요구하는 고유의 차별화된 시장을 가지고 있다. 소형 수퍼커패시터의 경우 스마트폰의 메모리백업/전원 백업 및LED flash용, SSD(Solid-State Drives)용, AMR 스마트미터용으로 시장이 꾸준하게 증가하고 있다.

또 승용차와 전동차의 감속시 제동에너지를 전기에너지로서 변환하여 수퍼커패시터에 에너지 손실없이 저장하고, 저장된 전기에너지를 출발 또는 가속 시에 효과적으로 사용함으로써 차량전체의 에너지효율을 향상시키는 용도로 중대형 수퍼커패시터가 적용되고 있다. 그리고 신재생에너지와 연계된 ESS(Energy Storage System)에서 신재생에너지원의 전력공급신뢰도 향상과 신재생에너지원의 출력변동평준화용으로도 수퍼커패시터 기술이 개발되고 있다.

최근 기존의 수퍼커패시터 대비 에너지용량을 증가시 킬 수 있는 기술로 셀의 고전압화 기술과 하이브리드커패시터기술이 개발돼 이를 적용한 상용제품이 출시되고 있다.
또 그래핀을 전극소재로 사용하여 수퍼커패시터의 에너지용량을 획기적으로 향상시키려는 연구가 국내외에서 보고되고 있다. 그리고 셀특성향상과 함께 현재 0.5∼1cent/F인단가를 더욱 낮추기 위해 저가소재 와 공정에 대한 기술도 활발히 개발되고 있다.

일본의 기술분석 보고서에 의하면 정보통신분야, 자동차분야 그리고 ESS 분야에서 수퍼커패시터의 적용이 확대되고 이의 특성과 제조기술향상과 적용시스템이 개발됨에 따라 수퍼커패시터의 세계시장은 2022년에 11조원으로 성장할 것으로 예측되고있다.

수퍼커패시터는 한국, 일본, 미국과 중국이 주요 생산국이며, 가장 큰 세계시장 점유율을 가진 일본에 이어 한국과 미국이 유사한 점유율을 가지고 있다.

국내 수퍼커패시터산업은 2000년대 초에는 셀 제조업체가 3개였으나, 현재는 활성탄과 전해액 등 소재업체, 집전체 등 부품업체, 그리고 셀 제조업체를 포함하여 15개사이며 이들 업체는 소재, 부품과 셀업체로 특화되어 상호 보완적인 산업군을 형성하고 있다. 국내 수퍼커패시터산업의 세계시장점유율은 2011년에 13%로 일본과 미국 다음의 시장점유율을 가진 것으로 보고된 바 있다.