한국에너지기술연구원(원장孫宰翼)은 2001년 1월부터 2003년 12월까지 3년간 기본연구사업으로 수행한 “차세대형 고출력 전기화학 축전기 개발"(연구책임자:진창수 박사) 연구를 통해 국내 최초로 비대칭전극을 사용하는 대용량의 고출력 전기화학 축전기를 개발했다.
이번에 개발된 전기화학 축전기는 발화위험성이 없고 환경친화적인 수용성전해질을 사용하면서도 작동전압을 1.6V까지 높여 기존 수용성 축전기에 비하여 무게 당 에너지밀도를 3배 이상 향상시켰으며, 상용화된 러시아 제품보다 약 2배 정도의 우수한 성능을 나타냈다.
축전기는 이차전지와 콘덴서의 중간적인 특성을 가지는 에너지저장장치로서 특히 고출력과 반영구적인 수명특성으로 인하여 선진국에서는 리튬이차전지 및 연료전지와 더불어 차세대 전원으로 개발하고 있으며, 우리나라에서도 차세대성장동력 산업에 포함되어 기술개발이 본격화 될 전망이다.
하이브리드 전기자동차에 기존의 이차전지를 사용하게 되면 반복적인 급속 충방전에 의하여 전지성능이 저하되어 약 5년마다 전지를 교체해야 하는 단점이 있으나, 전기화학 축전기를 사용하게 되면 대전류 급속 충방전을 담당하게 되어 에너지 효율을 향상시키고 전지의 과부하를 줄여 전지 자체의 수명을 연장시킬 수 있다.
뿐만 아니라 하이브리드 전기자동차의 제어장치를 고출력 전기화학 축전기의 특성에 맞게 개발하게 되면 기존 전지를 완전 대체하게 되어 폐차시까지 축전기를 교체하지 않고 사용할 수가 있게 된다.
한국에너지기술연구원에서는 이번에 개발된 1.6V/4000F급 전기화학 축전기 224개를 직렬로 연결하여 50kW급 전기화학 축전기 뱅크를 구성하고, 하이브리드 전기자동차에 탑재하여 주행시험을 수행한 결과, 전지의 전류 부담을 평균 50% 정도 경감시켰으며, 3%의 연비향상과 배가스 저감 효과 (CO:9.5%, NOx:44%, CO2:2.9%)가 나타났다.
전기화학 축전기는 미래형 자동차(하이브리드전기자동차:HEV 및 연료전지전기자동차:FCEV)에 필수적인 에너지저장장치로서 향후 최적화된 제어시스템 기술이 개발되면 하이브리드 전기자동차의 기존 전지를 완전히 대체 할 수가 있어 그 파급효과는 대단히 클 것으로 예상된다.
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