초록 ▼

연구의 목적 및 내용
탄소나노섬유와 금속산화물을 복합화하여 비축전 용량, 고율 특성, 수명 특성을 향상시키고 높은 수준의 출력밀도를 유지하면서 탄소 기초 슈퍼커패시터의 에너지밀도를 향상시키는 높은 출력과 에너지를 동시에 갖는 초고용량 슈퍼캐패시용 전극 소재를 개발

연구결과
1) 다양한 heteroatom이 발달된 MnO₂-CCNF 제조 및 구조분석
◦ 다양한 금속산화물계 탄소나노섬유복합체 소재를 개발함
◦ PMMA 농도 또는 탄화온도에 따른 세공 구조 및 분포 분석과 같은 소재의

연구의 목적 및 내용
탄소나노섬유와 금속산화물을 복합화하여 비축전 용량, 고율 특성, 수명 특성을 향상시키고 높은 수준의 출력밀도를 유지하면서 탄소 기초 슈퍼커패시터의 에너지밀도를 향상시키는 높은 출력과 에너지를 동시에 갖는 초고용량 슈퍼캐패시용 전극 소재를 개발

연구결과
1) 다양한 heteroatom이 발달된 MnO₂-CCNF 제조 및 구조분석
◦ 다양한 금속산화물계 탄소나노섬유복합체 소재를 개발함
◦ PMMA 농도 또는 탄화온도에 따른 세공 구조 및 분포 분석과 같은 소재의 미세구조를 제어함
◦ 그래핀 농도에 따른 탄소나노섬유복합체의 전기전도도를 증가시킴

2) 수용액계에서의 capacitor 전극 소재의 고성능화
◦ 금속산화물계 탄소나노섬유복합체 MnO₂-CCNF의 전극소재 평가
◦ 수용액계에서의 캐패시터 전극 half cell 기준 (two electrode system);
- 비축전용량 > 180 F/g
- 출력밀도 > 400 W/kg,
- 에너지밀도 > 15 Wh/kg
◦ 고출력 특성

연구결과의 활용계획
○ 신재생 에너지 공급관련 전극 신소재 분야에 크게 기여
○ 그래핀 및 탄소나노소재를 활용한 고부가가치 창출을 위한 미래기술 선점
○ 나노탄소소재의 복합화를 통한 전극 효율 극대화
○ 높은 출력 특성과 에너지 밀도를 갖는 저장/전환 소재의 개발로 전기자동차 상용화 가능
○ 하이브리드 세라믹 복합소재의 개발로 에너지 환경 분야의 새로운 부품소재의 개발

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose& contents
Development of high-performance supercapacitor electrode materials that combines carbon nanofibers and metal oxides to enhance rate capability, capacitance, energy/power efficiency, and long cycling life.

Result
1) Preparation and structural analysis of MnO₂

Purpose& contents
Development of high-performance supercapacitor electrode materials that combines carbon nanofibers and metal oxides to enhance rate capability, capacitance, energy/power efficiency, and long cycling life.

Result
1) Preparation and structural analysis of MnO₂-CCNF with various heteroatoms
◦ Development of various metal oxide-based carbon nanofiber composite materials
◦ Control the microstructure of materials such as pore structure and distribution analysis according to PMMA concentration or carbonization temperature.
◦ Increased electrical conductivity of carbon nanofiber composites with graphene concentration

2) High performance of capacitor electrode material in aqueous solution
◦ Evaluation of electrode material of metal oxide-based carbon nanofiber composite MnO₂-CCNF
◦ capacitor electrode half cell basis in aqueous system (two electrode system);
- Specific capacitance > 180 F/g
- Power density> 400 W/kg,
- Energy density> 15 Wh/kg
◦ High power characteristics

Expected Contribution
○ Contribution to the field of new materials for the supply of new and renewable energy
○ Preemption of future technologies to create high value-added using graphene and carbon nanomaterials
○ Maximization of electrode efficiency through composite of nanocarbon materials
○ Development of storage/conversion material with high output characteristics and energy density enables electric vehicle commercialization
○ Development of new component materials in energy environment field by development of hybrid ceramics composites

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 3. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 21
• 4. 연구결과의 활용계획 ... 25
• 5. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 28
• 6. 참고문헌 ... 29
• 7. 연구성과 ... 30
• 8. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 30
• 9. 기타사항 ... 30
• 별첨1 ... 31
• 별첨2 ... 46
• 끝페이지 ... 49