신소재인 그래핀(Graphene)은 물리·화학적으로 뛰어난 물성을 갖고 있 다. 이 물성 중 기체나 산소의 투과를 막는 배리어 성능을 활용하여 산업 적 필름에 코팅하거나 철의 내부식성을 향상시킬 수 있는 도료에 적용될 수 있는 복합화 연구를 진행하였고, 그래핀의 뛰어난 전기적 특성을 활용 하여 배터리의 에너지 밀도 증가를 위한 배터리 소재로서 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 그래핀과 ...
신소재인 그래핀(Graphene)은 물리·화학적으로 뛰어난 물성을 갖고 있 다. 이 물성 중 기체나 산소의 투과를 막는 배리어 성능을 활용하여 산업 적 필름에 코팅하거나 철의 내부식성을 향상시킬 수 있는 도료에 적용될 수 있는 복합화 연구를 진행하였고, 그래핀의 뛰어난 전기적 특성을 활용 하여 배터리의 에너지 밀도 증가를 위한 배터리 소재로서 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 그래핀과 에폭시 수지의 복합화를 위해 다양한 분산법 을 시도하였다. 처음 시도한 3 roll-mill과 같은 물리적 분산은 나노입자인 그래핀의 분산에 적합하지 않았다. 반면에 화학 반응을 통한 표면개질방법 은 그래핀-에폭시 복합화에 최적임을 알 수 있었다. 추가로 내부식성을 개 선하기 위하여 그래핀의 측면 크기를 제어할 수 있는 그래핀 합성법을 개 발하였다. 측면 크기 제어 그래핀의 탄소함량은 50∼60%의 범위였고, 산소함량 은 30∼37%의 범위였으며, 측면 크기는 25∼30 ㎛으로 제어가 가능하였고, D/G ratio는 0.96 수준에 일반적인 화학박리법으로 합성한 (Hummers’ Method) 산화 그래핀과 비교시 크기를 제외하고 동일한 품질수준임을 확 인하였다. 측면 크기 제어 산화그래핀에 에폭시기를 화학적으로 반응시켰 으며, 이 표면개질된 그래핀은 에폭시 수지에 분산이 매우 우수하였다. 일반적인 화학박리법에 의해 합성된 산화그래핀의 내부식성을 확인하 기 위해 철판 위에 코팅한 시편을 내염수성 테스트한 결과 부식이 더욱 빨리 발생하였으나, 1) 측면크기 제어 산화그래핀과 2) 측면크기 제어 산화 그래핀에 에폭시기를 표면개질한 그래핀은 각각 철의 부식 방지를 위한 코팅제로의 가능성을 확인할 수 있었다. 그래핀이 포함되지 않은 수지코팅 제에 비해서 측면크기가 제어된 산화 그래핀을 에폭시 코팅제로 사용시 철의 내부식성이 향상되었으며, 마찬가지로 측면크기 제어 및 에폭시 표면 개질화된 그래핀을 에폭시 코팅제에 포함하여 내부식성을 평가한 결과, 향 상됨을 확인하였다. 환원그래핀의 에너지 저장장치 전극으로서의 응용성을 평가하기 위해 다음과 같이 진행하였다. 배터리의 에너지 밀도를 증가시키기 위해 환원그 래핀 합성시 비표면적(Surface Area)을 최대한 유지하면서 형상과 사이즈 를 제어하여 에너지밀도가 큰 그래핀을 합성하였다. 이를 이용하여 기존 음극제인 흑연과 비교 실험을 진행하였다. 화학적 환원을 통해 환원그래핀 을 분무건조하여 형상과 사이즈를 제어하였다. 합성된 환원그래핀의 탄소 함량은 87%이며, 비표면적은 357.76 ㎥/g, 총 기공 부피는 1.518 ㎥/g, 평 균 기공 사이즈는 16.981 nm였다. 전기전도도는 38.94 S/㎝로 배터리의 음 극재로 많이 사용되는 Super P나 흑연보다 높은 수준이였다. 환원 열처리 한 환원그래핀은 부피가 커서 많은 양을 첨가할 수 없지만, 형상과 사이즈 가 제어된 OSrGO는 첨가량을 늘릴 수 있고, 에너지 밀도도 증가하는 것 을 알 수 있었다.
신소재인 그래핀(Graphene)은 물리·화학적으로 뛰어난 물성을 갖고 있 다. 이 물성 중 기체나 산소의 투과를 막는 배리어 성능을 활용하여 산업 적 필름에 코팅하거나 철의 내부식성을 향상시킬 수 있는 도료에 적용될 수 있는 복합화 연구를 진행하였고, 그래핀의 뛰어난 전기적 특성을 활용 하여 배터리의 에너지 밀도 증가를 위한 배터리 소재로서 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 그래핀과 에폭시 수지의 복합화를 위해 다양한 분산법 을 시도하였다. 처음 시도한 3 roll-mill과 같은 물리적 분산은 나노입자인 그래핀의 분산에 적합하지 않았다. 반면에 화학 반응을 통한 표면개질방법 은 그래핀-에폭시 복합화에 최적임을 알 수 있었다. 추가로 내부식성을 개 선하기 위하여 그래핀의 측면 크기를 제어할 수 있는 그래핀 합성법을 개 발하였다. 측면 크기 제어 그래핀의 탄소함량은 50∼60%의 범위였고, 산소함량 은 30∼37%의 범위였으며, 측면 크기는 25∼30 ㎛으로 제어가 가능하였고, D/G ratio는 0.96 수준에 일반적인 화학박리법으로 합성한 (Hummers’ Method) 산화 그래핀과 비교시 크기를 제외하고 동일한 품질수준임을 확 인하였다. 측면 크기 제어 산화그래핀에 에폭시기를 화학적으로 반응시켰 으며, 이 표면개질된 그래핀은 에폭시 수지에 분산이 매우 우수하였다. 일반적인 화학박리법에 의해 합성된 산화그래핀의 내부식성을 확인하 기 위해 철판 위에 코팅한 시편을 내염수성 테스트한 결과 부식이 더욱 빨리 발생하였으나, 1) 측면크기 제어 산화그래핀과 2) 측면크기 제어 산화 그래핀에 에폭시기를 표면개질한 그래핀은 각각 철의 부식 방지를 위한 코팅제로의 가능성을 확인할 수 있었다. 그래핀이 포함되지 않은 수지코팅 제에 비해서 측면크기가 제어된 산화 그래핀을 에폭시 코팅제로 사용시 철의 내부식성이 향상되었으며, 마찬가지로 측면크기 제어 및 에폭시 표면 개질화된 그래핀을 에폭시 코팅제에 포함하여 내부식성을 평가한 결과, 향 상됨을 확인하였다. 환원그래핀의 에너지 저장장치 전극으로서의 응용성을 평가하기 위해 다음과 같이 진행하였다. 배터리의 에너지 밀도를 증가시키기 위해 환원그 래핀 합성시 비표면적(Surface Area)을 최대한 유지하면서 형상과 사이즈 를 제어하여 에너지밀도가 큰 그래핀을 합성하였다. 이를 이용하여 기존 음극제인 흑연과 비교 실험을 진행하였다. 화학적 환원을 통해 환원그래핀 을 분무건조하여 형상과 사이즈를 제어하였다. 합성된 환원그래핀의 탄소 함량은 87%이며, 비표면적은 357.76 ㎥/g, 총 기공 부피는 1.518 ㎥/g, 평 균 기공 사이즈는 16.981 nm였다. 전기전도도는 38.94 S/㎝로 배터리의 음 극재로 많이 사용되는 Super P나 흑연보다 높은 수준이였다. 환원 열처리 한 환원그래핀은 부피가 커서 많은 양을 첨가할 수 없지만, 형상과 사이즈 가 제어된 OSrGO는 첨가량을 늘릴 수 있고, 에너지 밀도도 증가하는 것 을 알 수 있었다.
Graphene, a new material, has excellent physical and chemical properties. Among these properties, the barrier performance to prevent the permeation of gas or oxygen was utilized. Research has been conducted that can be applied to coatings on industrial films or to paints that was imp...
Graphene, a new material, has excellent physical and chemical properties. Among these properties, the barrier performance to prevent the permeation of gas or oxygen was utilized. Research has been conducted that can be applied to coatings on industrial films or to paints that was improved the corrosion resistance of iron. In this study, the difficulty in physical dispersion was identified for the composite of Graphene Oxide and epoxy resin, it was confirmed that the dispersion was good through surface modification by chemical reaction, and Graphene Oxide was synthesized to control the lateral size of Graphene Oxide in order to improve corrosion resistance. Graphene Oxide whose lateral size was controlled was in the range of 50∼60% of carbon, 30∼37% of oxygen content, and control of the lateral size of 25∼30 ㎛, D/G ratio of 0.96 level. It was confirmed that it was at the same level as Graphene Oxide through exfoliation. The epoxy group was reacted with Graphene Oxide whose lateral size was controlled, and it was confirmed that it is well when dispersed in the epoxy resin. Graphene Oxide was synthesized by the general Hummers’ method was coated to check the corrosion resistance of iron, and as a result, corrosion was caused more quickly when salt spray tested. On the other hand, the performance of Graphene Oxide with controlled lateral size and it’s Graphene Oxide modified with epoxy group as a coating agent for preventing corrosion of iron was compared. as a result, corrosion was slow when it was coated for corrosion resistance by including Graphene Oxide whose lateral size was controlled in the epoxy coating agent. Similarly, as a result of evaluating corrosion performance during coating by including Graphene whose lateral size was controlled and epoxy surface-modified in an epoxy coating agent, the effect of delaying corrosion was obtained. As a study to increase the energy density of the battery, reduced Graphene Oxide was synthesized by controlling the shape and size while maintaining the specific surface area. Graphene Oxide was thermally reduced and spray-dried to control the shape and size. The synthesized reduced Graphene Oxide had a carbon content of 87%, a specific surface area of 357.76 ㎡/g, a total pore size of 1.518 ㎥/g, and an average pore size of 16.981 nm. the electrical conductivity was 38.94 s/cm, which was higher than Super P or activated carbon, which is widely used as a negative electrode for batteries. It was found that general thermal-treated reduced Graphene Oxide cannot be added in large amounts due to its bulkiness, but OSrGO, whose shape and size are controlled, can increase loading mass and energy density.
Graphene, a new material, has excellent physical and chemical properties. Among these properties, the barrier performance to prevent the permeation of gas or oxygen was utilized. Research has been conducted that can be applied to coatings on industrial films or to paints that was improved the corrosion resistance of iron. In this study, the difficulty in physical dispersion was identified for the composite of Graphene Oxide and epoxy resin, it was confirmed that the dispersion was good through surface modification by chemical reaction, and Graphene Oxide was synthesized to control the lateral size of Graphene Oxide in order to improve corrosion resistance. Graphene Oxide whose lateral size was controlled was in the range of 50∼60% of carbon, 30∼37% of oxygen content, and control of the lateral size of 25∼30 ㎛, D/G ratio of 0.96 level. It was confirmed that it was at the same level as Graphene Oxide through exfoliation. The epoxy group was reacted with Graphene Oxide whose lateral size was controlled, and it was confirmed that it is well when dispersed in the epoxy resin. Graphene Oxide was synthesized by the general Hummers’ method was coated to check the corrosion resistance of iron, and as a result, corrosion was caused more quickly when salt spray tested. On the other hand, the performance of Graphene Oxide with controlled lateral size and it’s Graphene Oxide modified with epoxy group as a coating agent for preventing corrosion of iron was compared. as a result, corrosion was slow when it was coated for corrosion resistance by including Graphene Oxide whose lateral size was controlled in the epoxy coating agent. Similarly, as a result of evaluating corrosion performance during coating by including Graphene whose lateral size was controlled and epoxy surface-modified in an epoxy coating agent, the effect of delaying corrosion was obtained. As a study to increase the energy density of the battery, reduced Graphene Oxide was synthesized by controlling the shape and size while maintaining the specific surface area. Graphene Oxide was thermally reduced and spray-dried to control the shape and size. The synthesized reduced Graphene Oxide had a carbon content of 87%, a specific surface area of 357.76 ㎡/g, a total pore size of 1.518 ㎥/g, and an average pore size of 16.981 nm. the electrical conductivity was 38.94 s/cm, which was higher than Super P or activated carbon, which is widely used as a negative electrode for batteries. It was found that general thermal-treated reduced Graphene Oxide cannot be added in large amounts due to its bulkiness, but OSrGO, whose shape and size are controlled, can increase loading mass and energy density.
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