- 기존 슈퍼커패시터 대비 5배 이상의 에너지저장밀도 달성 목표 -

□ 한국전력 전력연구원(원장 김동섭)은 기존 활성탄 슈퍼커패시터보다 에너지 저장밀도를 5배까지 늘릴 수 있는 그래핀 슈퍼커패시터 개발에 착수함.

※ 그래핀은 탄소원자들이 벌집모양으로 연결되어 있는 단층 구조의 재료로 2004년 영국 맨체스터 대학에서 흑연에서 떼어내는데 성공하였음. 비표면적이 2,630 m2/g으로 활성탄의 1500 m2/g에 비해 매우 크고 전기전도도와 기계적 강도 등도 크게 향상된 투명 재료임.
※ 슈퍼커패시터는 비표면적이 큰 활성탄 전극을 사용하여 축전에너지양을 크게 증가시킨 축전지의 한 종류. 100 C (power/energy) 이상의 고속 충방전 가능, 반영구적인 수명, 낮은 임피던스 등의 우수한 특성이 있으나, 전력계통에서 에너지저장용으로 사용되기에는 상대적으로 낮은 에너지밀도를 가짐.

 ○ 이번에 착수한 연구과제를 통해 전력연구원은 2019년까지 출력밀도 2 kW/kg 이상, 에너지밀도 30 Wh/kg 이상의 성능을 갖는 1,100V 그래핀 슈퍼커패시터의 모듈을 개발할 예정으로, 전력연구원 주관으로 한국과학기술원, 비나텍(주), 가천대학교와 공동으로 그래핀 슈퍼커패시터 핵심 요소기술과 실증용 모듈을 개발하게 됨.

□ 본 과제는 기존 활성탄 슈퍼커패시터에 비해 5배 이상의 에너지 밀도를 갖는 그래핀 슈퍼커패시터를 ’19년까지 개발하는 것을 목표로 하며, 개발이 완료되면 한전의 주파수조정용 ESS의 리튬이온전지(LiB)와 병행 운전을 통해 실증을 수행할 예정임.
 ○ 한전은 지난 2015년부터 주파수조정용 ESS 구축사업을 진행하고 있으며, 총 184MW 설비의 상업운전을 시행하고 있음. 주파수조정용 ESS에 사용되는 리튬이온전지(LiB)는 높은 에너지밀도를 갖지만, 충방전 속도가 느리고 수명이 짧음.
 ○ 그래핀 슈퍼커패시터는 고속 충방전이 가능하고 수명이 길어 현재 주파수 조정용 ESS에 사용되고 있는 LiB와 병행 운전 시 ESS의 수명을 최대 2배까지 향상시킬 수 있을 것으로 기대됨.

□ 전력연구원 연구 관계자는 그래핀 슈퍼캐퍼시터는 리튬이온전지의 수명을 연장하기 위한 보완책이 될 뿐만 아니라 다양한 규격의 에너지저장장치 기술을 보유하게 되어 안정적이 계통 운영이 가능하게 될 것 이라고 밝힘.

[주요보도 URL]

○ 에너지경제 http://www.ekn.kr/news/article.html?no=235821