“울트라커패시터(UC) 적용 범위가 지속적으로 확대되고 있습니다. 짧은 시간에 높은 출력을 발휘하는 특성을 요구하는 수요처가 점점 증가 추세입니다.”
이희영 LS머트리얼즈 UC사업부 이사는 ‘배터리데이 2023’에서 새로운 에너지저장장치로 떠오르는 UC 기술 원리와 다양한 활용 분야를 소개했다.
이 이사는 “배터리가 장거리 마라토너라면 UC는 단거리 스프린터”라며 두 기술의 특성을 구별했다. 배터리는 많은 에너지를 담으며 오랜 시간동안 충방전이 가능하다. 반면 UC는 저장할 수 있는 에너지가 매우 적지만 단시간 안에 에너지를 집중 공급할 수 있다.
이 이사는 “UC와 배터리는 성능 측면에서 거울과 같아 약점과 강점이 서로 뒤바뀌어 있다”고 설명했다. 배터리가 전기화학적 산화·환원 반응으로 에너지를 저장, 방출하는데 비해 UC는 물리적 이온 흡착 반응을 이용하는 방식이라 특성 차이가 명확하다고 부연했다.
이같은 특성으로 적용 영역도 서로 다르다. UC는 에너지 밀도 측면에서 배터리보다 뒤처진다. 그러나 수초에서 수십초만에 충반전이 가능하고 영하 40도에서도 운용할만큼 저온 특성이 강하다.
그는 “대표적인 수요처가 풍력 발전, 무정전전원장치(UPS), 무인운반로봇(AGV), 의료용 장비 등”이라며 “긴 수명 주기에 배터리가 진입하지 못하는 시장이 공략 대상”이라고 말했다.
가령 풍력 발전기는 전력 생산 효율을 높이기 위해 날개(블레이드) 각도를 조정한다. 기존에는 유압식이었지만 최근 전기 방식으로 전환하는 추세다. 배터리를 사용할 수 있지만 3~5년마다 교체해야하기 때문에 유지보수가 비용이 크게 늘 수 있다. UC로 대체하면 반영구적인 사용이 가능하다.
이 이사는 “최근 전기식 풍력발전은 사실상 100% UC를 채택하고 있다”고 설명했다. LS머트리얼즈 주력시장 중 하나가 풍력발전으로 다수 글로벌 공급 사례를 확보하며 사업을 확장 중이다. LS머트리얼즈는 사업 전망과 성장성이 기대돼 상장을 추진 중이다.
이 이사는 UC 성능의 한계를 보완하기 위한 연구개발(R&D)도 한창이라고 밝혔다. 리튬이온배터리와 UC 강점을 살릴 수 있는 에너지 밀도와 수명주기, 충방전 속도를 확보하려는 시도다. ‘리튬이온커패시터(LiC)’라는 이름으로 LS머트리얼즈도 연구에 뛰어든 분야다.
이 이사는 “배터리와 UC 강점을 모두 가져갈 순 없지만 균형점을 맞춘 기술이 등장하면 새로운 시장을 창출할 수 있을 것”이라며 “LS머트리얼즈도 내년 관련 기술을 확보하고 2025년 실증 사업을 추진하는 것이 목표”라고 밝혔다.
권동준 기자 djkwon@etnews.com
