주인공은 바로 충북대학교 학연산공동기술연구원에 입주한 (주)퓨리켐(대표 김한주 www.pureechem.com).
(주)퓨리캠은 뛰어난 안정성과 긴 수명을 자랑하는 ‘슈퍼 커패시터’를 개발했다.
이 제품은 기존 슈퍼 커패시터보다 용량이 3배나 높고, 우수한 충·방전효율과 10만회나 되는 수명을 지니고 있는 것이 특징이다.
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“슈퍼커패시터는 리튬이온전지보다 높은 파워밀도, 오랜 수명, 넓은 온도특성, 환경 친화적으로 설계됐다는 장점을 가지고 있어요. 반면 낮은 에너지 밀도는 가장 큰 단점이죠. 그래서 최근에 에너지 밀도를 높이는 연구가 활발하게 진행되고 있습니다.”
김한주 대표는 “아직은 리튬이온2차전지의 성능을 보완하는 장치로 하이브리드카 등에 설치되고 있지만 언젠가는 슈퍼 커패시터가 보조 역할에서 벗어나 리튬이온전지를 대신할 수도 있다”고 설명했다.
◆ 슈퍼 커패시터, 하이브리드車, 풍력, 태양광발전 등 활용
슈퍼 커패시터는 기존 커패시터와 다른 고용량 에너지 저장장치로 고체전극과 전해질 용액에 직류전압을 흘려주면 그 접한 면에 전기가 저장되는 전기이중층 현상이 작동원리다.
탄소소재로 만든 활성탄에 전자가 붙고 떨어지면서 충전, 방전된다. 거의 반영구적으로 충전과 방전이 가능하며 리튬이온전지 보다 에너지 밀도는 적지만 순간적으로 5배나 되는 고출력을 낼 수 있는 것이 큰 장점이다.
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슈퍼 커패시터는 고출력이 필요한 하이브리드 자동차뿐만 아니라 풍력과 태양광 인버터, 경전철, 산업용 로봇, 전기 장난감, 카오디오, 무정전전원장치(UPS), 자동문 백업 등 다양한 분야의 에너지 저장장치로 쓰이고 있다.
김 대표는 “이번에 개발한 슈퍼 커패시터는 앞으로 신에너지의 성장과 함께 무한한 가능성과 미래가 있다”며 “아직은 시제품을 생산하고 있지만 내년에는 슈퍼 커패시터를 본격 생산할 수 있는 공장을 청주지역에 건립할 계획을 가지고 있다”고 밝혔다.
◆ 오존 및 수소 발생장치 등 응용제품 개발
퓨리켐은 슈퍼 커패시터 외에도 연료전지, CDI(Capacitive deionization ; 전기흡착식 이온제거), 오존 및 수소 발생장치 등 에너지와 환경에 응용되는 혁신적인 제품을 중점적으로 연구개발하고 있다.
이중 ‘오존 및 수소 발생장치’는 현재 싱가포르와 필리핀 수출을 앞두고 있다.
이 장치는 직접 전해방식을 이용해 용존 오존과 수소를 생성하는 기기로 반도체 및 태양광 웨이퍼 세정용과 의료기기 세척용으로 활용되며, 실내 수영장과 아파트 옥상물탱크, 식품공장, 축사, 농산물 등 실생활에서 다양하게 이용될 수 있다.
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오존수는 높은 산화력으로 유기물을 산화하고 유기산 등으로 분해해서 물에 용해시키고, 수소수는 기판 표면이나 이물질 표면의 최말단부와 반응하여 미립자 제거를 촉진하는 효과를 발휘하기 때문이다.
이밖에도 퓨리켐은 연료전지용 전극과 이온교환막, 과학실습기자재 등과 에너지 저장장치용 소재로서 리튬 2차전지 및 슈퍼 커패시터에 적용할 수 있는 소재인 금속산화물 및 복합 금속산화물을 개발하고 있다.
◆ 독특한 아이디어와 기술혁신 ‘앞장’
한편 김한주 대표(37)는 충북대학교 공업화학과를 졸업, 2007년 12월 (주)퓨리켐을 설립했다.
퓨리켐은 충북대 박수길 교수의 탄탄한 지도 아래 벤처기업만의 독특한 아이디어와 기술력으로 혁신적인 제품을 개발해 왔다.
지난해 충북테크노파크 신기술 사업화 지원과 현장맞춤형기술개발과제에 퓨리켐이 뽑혔으며, 중소기업청 기술혁신개발 전략과제와 정보통신진흥재단 IT우수개발에도 선정됐다.
또한 올해는 대덕특구 전문클러스터 사업과 지역연계기술개발 사업에 이어 충북중소기업청 유망창업인상을 수상했으며, 일본 Morimoto Consulting과 MOU를 체결하는 등 승승장구하고 있다.
김한주 대표는 “내년에는 CDI와 슈퍼 커패시터 등으로 8억원 이상의 매출을 올릴 것으로 예상된다”며 “친환경 신에너지분야의 선두주자가 되기 위해 앞으로 빈틈없는 노력을 할 것”이라고 말했다.
퓨리켐은 오늘도 소수정예 R&D 연구진으로 무장한 9명이 똘똘 뭉쳐 기술혁신에 앞장서고 있다.
/ 김현수 기자
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