무엇이슈퍼커패시터 

슈퍼커패시터는 에너지 저장 메커니즘에 따라 이중 전기층 커패시터와 유사 커패시터로 나뉩니다. 이는 높은 전력 밀도, 짧은 충전 시간, 긴 수명, 우수한 온도 특성, 에너지 절약 및 친환경성 등의 특징을 지닌 새로운 유형의 에너지 저장 장치입니다. 슈퍼커패시터는 활용도가 매우 높습니다.

슈퍼커패시터는 배터리가 될 수 있을까요?

슈퍼커패시터는 배터리를 대체할 수 있으며, 이는 미래의 유력한 방향 중 하나입니다.

슈퍼커패시터는 이중층 커패시터, 전기화학 커패시터, 금 커패시터, 파라 커패시터 등으로도 불리며, 전해질을 양극화시켜 에너지를 저장합니다. 전기화학적 소자이지만, 에너지 저장 과정에서 화학 반응이 일어나지 않으며, 가역적인 특성을 지니고 있습니다. 또한, 수십만 번의 충방전이 가능한 것이 특징입니다. 슈퍼커패시터는 전해질에 떠 있는 두 개의 비반응성 다공성 전극판으로 구성되어 있으며, 양극판은 전해질 내의 음이온을, 음극판은 양이온을 끌어당겨 두 개의 용량성 저장층을 형성합니다. 양이온은 음극판 근처에, 음이온은 양극판 근처에 축적됩니다.

슈퍼커패시터는 독일 물리학자 헬름홀츠가 제안한 계면 이중층 이론에 기반한 새로운 종류의 커패시터입니다. 잘 알려진 바와 같이, 전해액에 삽입된 금속 전극의 표면은 액체 표면의 양쪽에 서로 반대되는 기호의 과잉 전하를 띠게 되어 상간 전위차가 발생합니다. 이때, 두 전극을 동시에 전해액에 삽입하고 전해액의 분해 전압보다 낮은 전압을 가하면, 전해액 내의 양이온과 음이온은 전기장의 작용으로 빠르게 양극으로 이동하여 각각 위쪽 두 전극 표면에 치밀한 전하층, 즉 이중 전기층을 형성합니다.

이에 의해 형성되는 이중 전기층은 기존 커패시터에서 전기장의 작용으로 유전체에 의해 생성되는 분극 전하와 유사하여 정전 용량 효과를 나타냅니다. 밀집된 이중 전기층은 평면 커패시터와 유사하지만, 밀집된 전하층 사이의 간격이 일반 커패시터의 전하층 사이의 간격보다 훨씬 작기 때문에 일반 커패시터보다 더 큰 용량을 갖습니다.

이중층 콘덴서는 내부 저항이 알루미늄 전해 콘덴서보다 크기 때문에 부하 저항 없이 직접 충전할 수 있습니다. 과전압 충전 시에도 이중층 콘덴서는 회로를 차단하여 기기 손상을 방지하는데, 이는 알루미늄 전해 콘덴서의 과전압 파괴 현상과는 다릅니다. 또한, 충전식 배터리와 비교했을 때 이중층 콘덴서는 충전 횟수에 제한이 없으며, 10^6회 이상 충전이 가능합니다. 따라서 이중층 콘덴서는 콘덴서의 특성뿐만 아니라 배터리의 특성까지 갖춘, 배터리와 콘덴서의 장점을 결합한 새로운 특수 부품입니다.