초록 ▼

용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

본 연구에서는 전기이중층 커패시터 전극 소재로서 바이오매스를 이용한 탄소 소재인 바이오매스 기반 그래핀과 카본나노오니언을 합성하고 각 전극 소재의 전기이중층 형성 모형에 기반한 전기화학 성능 연구를 진행하였다. 바이오매스 그래핀 기반 전극은 ...

본 연구에서는 전기이중층 커패시터 전극 소재로서 바이오매스를 이용한 탄소 소재인 바이오매스 기반 그래핀과 카본나노오니언을 합성하고 각 전극 소재의 전기이중층 형성 모형에 기반한 전기화학 성능 연구를 진행하였다. 바이오매스 그래핀 기반 전극은 활성화 공정 시 유기계 전해질에서 높은 비축전용량은 147 F/g을 나타내어 높은 에너지밀도 (34 Wh/kg)를 보이지만 전류밀도가 상승함에 따라 에너지밀도가 급격하게 저하되는 문제점이 있었다. 이는 활성화 공정에 의해 형성된 미세기공이 전해질 이온 거동의 정체가 그 주된 원인으로서 마이크로기공 형성으로 인해 EDWC 모형을 따르고 높은 충⋅방전 속도에 전해질 거동이 기민하게 대응하지 못한다. 카본나노오니언이 담지된 바이오매스 기반 그래핀은 고비표면적 3차원 탄소 구조체에 높은 출력 특성을 가지는 카본나노오니언의 xEDSC 모형을 추가함으로써 높은 용량 (130 F/g)이 빠른 충·방전 시간 (0.3 초)을 나타낸다. 또한, 카본나노오니언이 담지된 바이오매스 기반 그래핀은 또한 2 nm 이하의 마이크로기공 형성이 억제되어있으면서도 2 nm 이상의 메조기공이 다량 형성되어 있어 고에너지·고출력 특성 (30 Wh/kg, 1784 kW/kg)을 나타냈다. 이와 아울러 본 연구에서는 xEDSC 모형을 따르는 바이오매스 기반 카본나노오니언 전극 소재를 합성하여 화학적으로 활성화함으로써 고비표면적의 기공을 형성하였으며 이를 통해 EDCC 모형 추가를 통한 축전용량 개선 연구를 수행하였다. 상기 카본나노오니언은 20-30 nm의 입자 크기를 가지고 활성화 공정 이후 비표면적이 증가하였으며 이를 통해 고밀도·고성능 (0.89 g/cc, 71 F/g, 63 F/cm3) 전기이중층 커패시터 전극 소재를 개발하였다. 각 전기이중층 모형이 갖는 기술적 과제를 서로 다른 모형과의 조합하여 전극물질의 성능을 개선하였으며 마이크로기공 형성으로 인한 전기이중층 커패시터의 용량 증가 및 출력 특성 저하를 중점으로 고찰하였다.

주제어