[학위논문]전기 화학적으로 합성된 MnOx 전극에서 전착 조건이 전기 화학적 특성과 안정성에 미치는 영향 Effect of the Electrodeposition Condition of the MnOx film on its Physicochemical Properties and Electrochemical Stability원문보기
의사커패시터(Pseudocapacitor)용 전극 물질인 망간 산화물(MnOx)은 친환경적이고 높은 이론적 비전기용량(커패시턴스)으로 인하여 각광 받고 있다. 특히, 전착 합성법은 다른 합성법에 비해 빠르고 간편하게 전극을 전착시킬 수 있으며 제조된 전극의 다양한 물리화학적 특성들을 제어하기 쉽다는 장점을 가지고 있다. 그러나 ...
의사커패시터(Pseudocapacitor)용 전극 물질인 망간 산화물(MnOx)은 친환경적이고 높은 이론적 비전기용량(커패시턴스)으로 인하여 각광 받고 있다. 특히, 전착 합성법은 다른 합성법에 비해 빠르고 간편하게 전극을 전착시킬 수 있으며 제조된 전극의 다양한 물리화학적 특성들을 제어하기 쉽다는 장점을 가지고 있다. 그러나 전착법으로 전착된 MnOx는 다른 합성법으로 제조된 MnOx에 비해 수명이 낮은 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 전극의 수명에 영향을 미치는 인자를 알아내기 위한 연구가 수행 되었다. 전착은 정전위법과 정전류법을 사용하여 MnOx 전극을 제조하였다. 전극의 안정성에 대한 물리 화학적 특성이 영향을 미치는지 살펴보기 위해 증착된 전극의 표면 형상, 산화수, 그리고 전해질 내에 용해된 이온을 분석하였다. 전기 화학적 안정성 저하는 주로 다양한 산화 환원 반응에서 Mn4+와 Mn7+사이의 산화 환원 반응으로 인해 발생했다. 또한, Mn3+에서 Mn-O의 결합 강도가 약하기 때문에 산소 발생 반응의 촉매 자리로서의 역할을 하고, 니켈 기판과 MnOx사이의 밀착성이 저하될 가능성을 가진다. 이러한 이유로 인하여 안정성이 저하된다. Mn4+/Mn7+의 산화 환원 반응을 거치지 않는 충전 공정은 전착된 MnOx 전극의 전기 화학적 안정성을 향상시킨다. MnOx 전극이 0 – 0.9V (vs. SCE) 사이에서 측정 될 때, 90% 이상의 용량 유지율이 나타난다.
의사커패시터(Pseudocapacitor)용 전극 물질인 망간 산화물(MnOx)은 친환경적이고 높은 이론적 비전기용량(커패시턴스)으로 인하여 각광 받고 있다. 특히, 전착 합성법은 다른 합성법에 비해 빠르고 간편하게 전극을 전착시킬 수 있으며 제조된 전극의 다양한 물리화학적 특성들을 제어하기 쉽다는 장점을 가지고 있다. 그러나 전착법으로 전착된 MnOx는 다른 합성법으로 제조된 MnOx에 비해 수명이 낮은 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 전극의 수명에 영향을 미치는 인자를 알아내기 위한 연구가 수행 되었다. 전착은 정전위법과 정전류법을 사용하여 MnOx 전극을 제조하였다. 전극의 안정성에 대한 물리 화학적 특성이 영향을 미치는지 살펴보기 위해 증착된 전극의 표면 형상, 산화수, 그리고 전해질 내에 용해된 이온을 분석하였다. 전기 화학적 안정성 저하는 주로 다양한 산화 환원 반응에서 Mn4+와 Mn7+사이의 산화 환원 반응으로 인해 발생했다. 또한, Mn3+에서 Mn-O의 결합 강도가 약하기 때문에 산소 발생 반응의 촉매 자리로서의 역할을 하고, 니켈 기판과 MnOx사이의 밀착성이 저하될 가능성을 가진다. 이러한 이유로 인하여 안정성이 저하된다. Mn4+/Mn7+의 산화 환원 반응을 거치지 않는 충전 공정은 전착된 MnOx 전극의 전기 화학적 안정성을 향상시킨다. MnOx 전극이 0 – 0.9V (vs. SCE) 사이에서 측정 될 때, 90% 이상의 용량 유지율이 나타난다.
Manganese oxide(MnOx), an electrode material for pseudo-capacitors, is known to be an environmentally friendly material due to its high theoretical capacitance. Electrodeposition synthesis method has advantages that it can be deposited more quickly and easily than other synthesis methods and it is e...
Manganese oxide(MnOx), an electrode material for pseudo-capacitors, is known to be an environmentally friendly material due to its high theoretical capacitance. Electrodeposition synthesis method has advantages that it can be deposited more quickly and easily than other synthesis methods and it is easy to control the parameters. However, MnOx deposited by electrodeposition method has a short life span compared to MnOx prepared by other synthetic methods. In this study, a study was conducted to find the factors affecting electrode life. Electrodeposition was prepared by using a constant current method and a constant current method. To investigate the effect of physicochemical properties on the stability of the electrodes, the surface morphology, oxidized water, and ions dissolved in the electrolyte were analyzed. Electrochemical stability degradation occurred mostly due to the redox reaction between Mn4+ and Mn7+ in various redox reactions. Further, since the bond strength of Mn-O is weak at Mn3+, it plays a role as a catalytic site for the oxygen evolution reaction, and the adhesion between the nickel substrate and MnOx is likely to decrease. For these reasons, stability is deteriorated. The charging process without undergoes the redox reaction of Mn4+ / Mn7+ improves the electrochemical stability of the electrodeposited MnOx electrode. A capacitance retention rate of over 90% can be obtained when the MnOx electrode is measured between 0 and 0.9 V (vs. SCE).
Manganese oxide(MnOx), an electrode material for pseudo-capacitors, is known to be an environmentally friendly material due to its high theoretical capacitance. Electrodeposition synthesis method has advantages that it can be deposited more quickly and easily than other synthesis methods and it is easy to control the parameters. However, MnOx deposited by electrodeposition method has a short life span compared to MnOx prepared by other synthetic methods. In this study, a study was conducted to find the factors affecting electrode life. Electrodeposition was prepared by using a constant current method and a constant current method. To investigate the effect of physicochemical properties on the stability of the electrodes, the surface morphology, oxidized water, and ions dissolved in the electrolyte were analyzed. Electrochemical stability degradation occurred mostly due to the redox reaction between Mn4+ and Mn7+ in various redox reactions. Further, since the bond strength of Mn-O is weak at Mn3+, it plays a role as a catalytic site for the oxygen evolution reaction, and the adhesion between the nickel substrate and MnOx is likely to decrease. For these reasons, stability is deteriorated. The charging process without undergoes the redox reaction of Mn4+ / Mn7+ improves the electrochemical stability of the electrodeposited MnOx electrode. A capacitance retention rate of over 90% can be obtained when the MnOx electrode is measured between 0 and 0.9 V (vs. SCE).
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