초록 ▼

1) EDLC는 탄소 재료의 기공구조와 surface acidic functional group (SAFG)가 커패시터 성능에 미치는 영향에 대한 고찰과 탄소 전극의 표면 형상 및 상태에 따라 EDLC에 미치는 영향에 대한 심화연구를 통한 탄소전극/전해질 계면에서의 반응 기구를 규명하여 최적전극조건 확립을 위한 초석을 마련하였다.
2)Pseudocapacitor연구는 ESD 법에 의한 저가의 $RuO_2$ 대체금속산화물 다공성 박막 전극제조를 위하여 $RuO_2$에 다른 금속 산화물을

1) EDLC는 탄소 재료의 기공구조와 surface acidic functional group (SAFG)가 커패시터 성능에 미치는 영향에 대한 고찰과 탄소 전극의 표면 형상 및 상태에 따라 EDLC에 미치는 영향에 대한 심화연구를 통한 탄소전극/전해질 계면에서의 반응 기구를 규명하여 최적전극조건 확립을 위한 초석을 마련하였다.
2)Pseudocapacitor연구는 ESD 법에 의한 저가의 $RuO_2$ 대체금속산화물 다공성 박막 전극제조를 위하여 $RuO_2$에 다른 금속 산화물을 doping함으로써 고가격 Ru의 함량감소를 이루고자하는 방법론($Ru_{1-X}M_xO_2$)과 $RuO_2$가 포함되지 않은 대체 금속 산화물의 합성 방법론(MnOx, CoOx)을 기본으로 고 에너지 밀도의 박막형 다공성 금속산화물 전극소재를 개발하였다. 3) 전해질 연구로는 고출력 활성탄소/산화금속 복합전극의 개발과 다양한 수용성전해질, 유기전해질, 고분자전해질 등을 평가함으로써 최적의 전해질 조건을 확립하였다. 4) 전해 커패시터는 전기화학적인 에칭을 통하여 전극표면에 에치 tunnel을 제어 시키는 방법을 확립하고, 이러한 에치tunnel의 분포 및 전해질에 첨가되는 이온이 전해 커패시터에 미치는 영향을 고찰하였다.

1) 탄소전극의 다양한 기공구조 (기공크기분포, 기공길이분포, 평균기공크기, 기공부피 등)에 따른 EDLC 특성 평가 및 전기화학적 반응기구 규명과 그 해석 기술확립.
2) 프랙탈 개념 도입을 통한 탄소전극 표면 형상의 정량적 해석.
3) 탄소전극의 다양한 표면 상태 (SAFG 및 crystallographic orientation)에 따른 EDLC 특성 평가 및 전기화학적 반응기구 규명.
4) ESD법을 이용하여 650 F/g 이상의 specific capacitance를 보유한 ruthenium oxide, 270 F/g 이상의 nickel oxide, 그리고 30 F/g 이상의 manganese oxide 제조.
5) ESD법을 이용하여 manganese/ruthenium oxide 의 Ru1-XMnxO2 계 전극활물질을 제조.
6) Laser Probe Beam Deflection법과 Electrochemical Quartz Crystal Microbalance을 이용하여 전극들의 전기화학적 반응 기구 및 응력변화 규명 기술 확립.
7) 고출력 활성탄소/산화금속 복합전극의 개발.
8) 다양한 전해질 (수용성전해질, 유기전해질, 고분자전해질) 특성 평가 및 최적 전해질 조건 확립. 9) Al 전극의 etching 조건확립.
10) 다양한 종류의 음이온들이 etch tunnel 분포에 미치는 영향 확인.
11)Etch tunnel의 길이 분포와 전해 커패시터 특성과의 상관 관계 확립.

Abstract ▼

1) In EDLC, the effect of pore structure and surface acidic functional group (SAFG) on EDLC performance was investigated. From the careful study of the effect of surface morphology and state on the electrochemical response of the electrode, the reaction mechanism at the interface of electrode/electr

1) In EDLC, the effect of pore structure and surface acidic functional group (SAFG) on EDLC performance was investigated. From the careful study of the effect of surface morphology and state on the electrochemical response of the electrode, the reaction mechanism at the interface of electrode/electrolyte was clarified.
2) In pseudocapacitor, synthesis techniques for thin porous films of $Ru_{1-X}M_xO_2$, MnOx, CoOx active materials as an alternative electrode material for ruthenium oxide were established by using ESD method. In addition, the preparation conditions and materials properties such as hydration degree, crystal structure, non-stoichiometric nature, 3-dimensional surface morphology are evaluated.
3) Optimum conditions of the electrolyte for supercapacitor were established, along with the fabrication method of hybrid composite electrode of carbon/metal oxide.
4) In electrolytic capacitor, the was controlled by the electrochemical etching condition. The effect of etch tunnel distribution and anion on the capacitor performance was investigated.

1) Clarification of the EDLC performance and electrochemical reaction mechanism with various pore structures (pore size and pore length distributions, average pore diameter, total pore volume) of carbon electrode.
Corresponding analysis techniques were introduced. 2) Quantitative analysis of the surface morphology of the carbon electrode using fractal concept.
3) Clarification of the EDLC performance and electrochemical reaction mechanism with surface state (SAFG and crystallographic orientation) of the carbon electrode.
4) Synthesis of ruthenium oxide with specific capacitance over 650 F/g, nickel oxide with specific capacitance over 270 F/g, and manganese oxide with specific capacitance over 30 F/g by ESD and ESN method.
5) Synthesis of Ru1-XMnxO2 by ESD method.
6) Establishment of charge/discharge mechanism and stress behavior by laser probe beam deflection and electrochemical quartz crystal microbalance.
7) Fabrication of high performance hybrid composite electrode of carbon/metal oxide.
8) Establishment of optimum conditions of various electrolytes (aqueous, non-aqueous, and polymer electrolytes).
9) Establishment of etching condition for Al electrode.
10) Elucidation of anion effect on etch tunnel distribution.
11) Clarification of relationship between etch tunnel distribution and electrolytic capacitor performance.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• 2. 영문요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• - Electric Double-Layer Capacitor 개발에 관한 연구 ...6
• 1. 서론 ...6
• 2. 연구방법 및 이론 ...7
• 3. 결과 및 고찰 ...9
• 4. 결론 ...31
• 5. 인용문헌 ...32
• - Pseudocapacitor 개발에 관한 연구 ...34
• 1. 서론 ...34
• 2. 연구방법 및 이론 ...36
• 3. 결과 및 고찰 ...37
• 4. 결론 ...70
• 5. 인용문헌 ...72
• - 복합전극 및 전해질 개발에 관한 연구 ...73
• 1. 서론 ...73
• 2. 연구방법 및 이론 ...74
• 3. 결과 및 고찰 ...75
• 4. 결론 ...85
• 5. 인용문헌 ...87
• - 전해 커패시터 개발에 관한 ...89
• 1. 서론 ...89
• 2. 연구방법 및 이론 ...89
• 3. 결과 및 고찰 ...91
• 4. 결론 ...100
• 5. 인용문헌 ...100