기존 국산제품에 비해 부피가 5분의 1 가량 줄어든 에너지 저장용 고전압 커패시터가 개발됐다.
한국전기연구원(원장 권영한) 신전력기기연구그룹 이병윤 박사팀은 삼화콘덴서공업과 공동으로 1kg당 에너지밀도가 1kJ(Joule)로 기존 국내 제품에 비해 에너지 밀도가 5배 가량 향상된 최대 전압 30㎸급 고전압 커패시터를 개발했다고 11일 밝혔다.
1줄(J)은 1뉴턴(N)의 힘으로 물체를 1m 움직이는 동안에 하는 일 및 그 일로 환산할 수 있는 양에 해당하며 1와트의 전력을 1초간 소비하는 일의 양과 같다.
기존 국내 제품의 경우 에너지밀도가 0.2kJ/㎏로 고전압 커패시터를 요구하는 민수 및 국방 분야에서는 주로 외산 제품을 수입, 사용해 이번 개발로 수입대체효과가 기대된다.
현재 기술선진국들은 지속적인 연구개발 투자로 0.7kJ/㎏ 이상의 고에너지 커패시터 생산기술을 확보하고 있으며 기술유출 규제품목으로 지정, 핵심기술의 유출을 엄격히 규제하고 있다.
특히 고에너지밀도 제품이 전투기·여객기·인공위성 등 각종 비행체와 고성능 레이저 및 레이다 등 첨단 고성능 민수·군수 장비의 핵심부품으로 사용되면서 선진 외국의 기술장벽 및 수출규제가 심화되고 있는 추세다.
이에 따라 고에너지밀도형 커패시터의 독자적인 개발이 절실했으며 연구팀은 유전체에 금속을 수백 옹스트롬(A) 두께로 증착해 고에너지밀도를 실현했다.
연구팀은 이번 개발로 군사장비의 기동성과 무기체계의 신뢰성을 향상시키고 선진국방을 위한 고성능 무기체계 개발이 가능할 것으로 보고 있다. 아울러 이를 채용한 고부가가치 군사기술과 장비 수출도 본격화될 것으로 전망했다.
이병윤 박사는 “고에너지밀도 커패시터가 민수 및 군수용으로 다양하게 응용될 수 있도록 응용제품 개발에 주력할 것”이라며 “하반기부터 삼화콘덴서가 양산에 착수해 수입대체 및 해외시장 개척에 나설 예정”이라고 밝혔다.
<권상희기자 shkwon@etnews.co.kr>