전남대 김도형 교수 연구팀, 차세대 에너지 저장 기술 ‘슈퍼커패터리’ 개념 정립 및 정량적 기준 제시

[위키트리 광주전남취재본부 노해섭 기자]전남대학교 화학공학부 김도형 교수 연구팀이 차세대 에너지 저장 기술로 주목받는 ‘슈퍼커패터리(Supercapattery)’의 개념을 명확히 정의하고, 기존 하이브리드 에너지 저장 장치와의 차이를 정량적으로 분석한 연구 결과를 발표했다. 이 연구는 학계와 산업계에서 큰 주목을 받고 있다.

기존의 슈퍼커패시터(supercapacitor)는 높은 출력 밀도(power density)를 제공하는 반면, 배터리(battery)는 높은 에너지 밀도(energy density)를 갖고 있다. 하지만 전기차 및 첨단 전자기기의 발전으로 인해 고출력과 고에너지를 동시에 제공할 수 있는 차세대 에너지 저장 기술이 요구되고 있다. 이러한 필요에 따라 슈퍼커패터리가 개발되었지만, 기존 하이브리드 에너지 저장 장치와의 차별성이 명확하지 않아 학계와 산업계에서 혼선이 발생해왔다.

이에 김도형 교수 연구팀은 ‘슈퍼커패터리’의 개념을 체계적으로 분석하고, 라곤 플롯(Ragone plot)을 활용해 슈퍼커패터리와 기존 하이브리드 장치를 객관적으로 구별할 수 있는 정량적 기준을 제시했다. 또한, 연구팀은 전기화학적 관점에서 슈퍼커패터리의 고에너지·고출력 구현 전략을 심층 분석하고, 상용화를 가로막는 주요 기술적 난제와 해결 방안도 제안했다.

이번 연구는 김도형 교수(책임저자)를 비롯해 Seenivasan Selvaraj 박사후 연구원, Sangeeta Adhikari 연구교수, Amarnath T. Sivagurunathan 박사과정생이 공동으로 참여했으며, 한국연구재단(과제번호: 2022R1A2C2010803)의 지원을 받아 수행되었다.

이번 연구의 의의는 슈퍼커패터리와 기존 하이브리드 장치를 구별할 수 있는 정량적 기준을 명확히 확립했다는 점에 있다. 또한, 슈퍼커패터리의 높은 상용화 가능성을 평가하고, 미래 에너지 저장 기술의 방향성을 제시했다는 점에서 학계 및 산업계에 중요한 의미를 가진다.

해당 논문은 화학공학 분야 최고 권위의 국제 학술지인 RSC Energy & Environmental Science(피인용 지수 32.4) 2025년 2월 최신호(온라인판 2024년 12월)에 게재되었다.