▲ 그래핀 슈퍼커패시터 3000 F 셀

[에너지코리아뉴스] 한전 전력연구원(원장 배성환)은 주파수조정용 에너지저장장치(ESS)에 사용할 수 있는 대용량 원통형 그래핀 슈퍼커패시터 단위 셀 시작품 제작에 성공했다고 17일 밝혔다.

한전 전력연구원은 비나텍(주), 한국과학기술연구원, 가천대학교와 공동으로 2016년부터 그래핀 슈퍼커패시터 핵심 요소기술과 실증용 모듈을 개발 중이다.

그래핀 슈퍼커패시터는 기존 슈퍼커패시터의 활성탄 전극 대신 비표면적이 큰 그래핀 전극을 사용하여 에너지밀도를 높인 차세대 에너지 저장장치이다.

전력연구원이 개발한 원통형 그래핀 슈퍼커패시터는 3000 F의 대용량이고, 기존 활성탄 슈퍼커패시터에 비해 최대 4.6배 이상의 에너지 밀도를 갖는다. 셀 기준 에너지밀도가 18.5 Wh/kg으로 기존 활성탄 슈퍼커패시터(4~5 Wh/kg)에 비해 대폭 향상되었으며, 출력 밀도 1500 W/kg 이상을 유지한다. 3000 F의 원통형 셀은 ESS에 적용하기 위한 가장 기본이 되는 단위 셀로, 현재 이 셀 18개를 직렬로 연결하면 48 V의 ESS 단위 모듈을 구성할 수 있다.

전력연구원은 본 3000 F 원통형 셀을 활용하여 ESS용 단위 모듈 시작품을 제작할 계획이며, 향후 2020년에는 1100 V급 ESS를 제작하고 전력계통과 연계하여 성능을 검증할 예정이다.

그래핀 슈퍼커패시터는 고속 충방전이 가능하고 수명이 길어 현재 주파수 조정용 ESS에 사용되고 있는 리튬이온전지(LiB)와 병행 운전 시 ESS의 수명을 최대 1.5배까지 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다고 연구원은 설명했다.