초록 ▼

1. 프랙탈 기하학을 이용하여 복잡한 표면 구조를 갖는 나노 수준의 기공/표면 구조를 분석할 수 있는 표면 분석 방법 확립
2. 프랙탈 기하학을 바탕으로 질소가스흡착법을 사용한 표면 분석 이론 및 분석방법 확립
3. 프랙탈 기하학을 바탕으로 질소가스흡착법을 사용하여 supercapacitor 및 이차전지용 다공성 carbon 물질의 프랙탈 차원 및 cutoff range 결정
4. 프랙탈 기하학을 바탕으로 Atomic force microscopy 방법을 사용한 표면 분석 이론 및 분석방법 확립
5. AFM L

1. 프랙탈 기하학을 이용하여 복잡한 표면 구조를 갖는 나노 수준의 기공/표면 구조를 분석할 수 있는 표면 분석 방법 확립
2. 프랙탈 기하학을 바탕으로 질소가스흡착법을 사용한 표면 분석 이론 및 분석방법 확립
3. 프랙탈 기하학을 바탕으로 질소가스흡착법을 사용하여 supercapacitor 및 이차전지용 다공성 carbon 물질의 프랙탈 차원 및 cutoff range 결정
4. 프랙탈 기하학을 바탕으로 Atomic force microscopy 방법을 사용한 표면 분석 이론 및 분석방법 확립
5. AFM LiCo$O_2$, $V_2$$O_5$ 등의 이차전지 전극 재료 물질의 프랙탈 차원 및 cutoff range 결정
6. Colloidal silica imprinting 및 templating 방법, polymer surfactant templating 방법을 통하여 전극 표면 구조 제어 방법 확립
7. 전기화학적 방법을 통한 결과를 프랙탈 기하학을 사용하여 해석함으로써 전극 표면의 나노 수준의 기공/표면 구조가 이온 이동반응에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고 그 사이의 연관성을 밝힘

Abstract ▼

Mechanism of ion transport through transition metal oxides and carbonaceous materials which are the mixed conductors with high electronic conductivity has been extensively studied due to the interest in their applications to the cathode and anode materials for lithium secondary battery and supercapa

Mechanism of ion transport through transition metal oxides and carbonaceous materials which are the mixed conductors with high electronic conductivity has been extensively studied due to the interest in their applications to the cathode and anode materials for lithium secondary battery and supercapacitor. For the development of high power energy storga device, it is essential to elucidate the ratecontrolling step for ion transport through the electrode materials. In reality, the electrode surfaces are generally irregular and rough in atomic and geometric scales, and thus ion transport through the electrode may be inevitably affected by the surface irregularity. In order to solve problems arising from the irregular interface in various electrochemical processes, such as rough and porous interfaces have effectively been modelled as fractal. Especially, ions transport towards the rough and porous interface in electrochemical system has extensively been studied by potentiostatic current transient technique, linear sweep voltammetry and acimpedance spectroscopy.
Morphological structures of surface groups formed and polyvinylidene fluride(PVDF)binder materials dispersed on the PVDFbonded graphite composite electrode were investigated in terms of fractal geometry using cyclic voltammetry combined with Kelvin prove force microscopy (KFM), when a fractal surface has sing fractal geometry consisting of binder materials only, the overall fractal dimension was determined to be 1.82 from cyclic voltammetry based upon the peak currentscan rate relation, which is just the same in value as the individual fractal dimension of binder materials determined from KFM based upon the perimeterarea relation. By contrast, when a fractal surface has multifractal geometry composed of surface groups and binder materials, the overall fractal dimension was determined to be 1.77 from cyclic voltammetry. But the individual fractal dimensions were determined form KFM to distinguish the fractal dimension (1.70) of surface groups from that fractal dimension (1.82) of binder materials. The overall fractal dimension determined from cyclic voltammetry is just the average of the two individual fractal dimension determined from KFM.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...9
• 제 1 절 연구의 필요성...9
• 제 2 절 연구 목표...10
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...11
• 제 1 절 연구개발 실적...11
• 제 2 절 현 기술 상태의 취약성...12
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...13
• 제 1 절 나노 기공/표면 구조의 프랙탈 차원 결정법 확립...13
• 제 2 절 프랙탈 분석법을 통한 에너지 저장 소재의 나노 기공/표면 구조 정량화...22
• 제 3 절 나노 기공/표면 구조와 이온 이동 현상간의 상관관계 확립 및 에너지 저장 특성 평가기술 개발...37
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...51
• 제 1 절 나노 기공/표면 구조의 프랙탈 차원 결정법 확립...51
• 제 2 절 프랙탈 분석법을 통한 에너지 저장 소재의 나노 기공/표면 구조 정량화...52
• 제 3 절 나노 기공/표면 구조와 이온 이동 현상간의 상관관계 확립 및 에너지 저장 특성 평가기술 개발...53
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...54
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...55
• 제 7 장 참고문헌...56