초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
플라즈마 표면 처리 기술을 개발하여 다양한 탄소 섬유 표면에 적용하여, 적합한 활성물질의 증착을 통한 우수한 기계적, 전기적, 화학적 특성을 지닌 플렉서블 전극을 개발하여 웨어러블 에너지 소자의 구현
전체 내용
∙ 플라즈마 처리에 따른 표면 작용기의 종류, 존재 상태, 양의 조사를 통한 탄소기반 섬유의 에너지 소자 제작에 적합한 플라즈마 처리 조건의 최적화
∙ 전도성 중합체, 금속 산화물과 같은 활성 물질을 전기화학증착법, 용매열합성법, CVD 등을 이용한 탄소섬유에 in

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
플라즈마 표면 처리 기술을 개발하여 다양한 탄소 섬유 표면에 적용하여, 적합한 활성물질의 증착을 통한 우수한 기계적, 전기적, 화학적 특성을 지닌 플렉서블 전극을 개발하여 웨어러블 에너지 소자의 구현
전체 내용
∙ 플라즈마 처리에 따른 표면 작용기의 종류, 존재 상태, 양의 조사를 통한 탄소기반 섬유의 에너지 소자 제작에 적합한 플라즈마 처리 조건의 최적화
∙ 전도성 중합체, 금속 산화물과 같은 활성 물질을 전기화학증착법, 용매열합성법, CVD 등을 이용한 탄소섬유에 in situ 전극 활성 물질 성장 방법 개발 및 성장된 활성 물질의 분석 및 탄소섬윧기반 전극 제작
∙ 에너지 저장장치 (Zn-PANI 이차 전지)의 선택 및 적합한의 상대 전극물질, 전해질 물질의 미세 구조의 설계 및 제작된 기초 에너지 저장소자의 전기화학적 성능 평가를 통한 에너지 저장소자 성능 평가 및 활성물질 코팅된 탄소 섬유 성장 조건에 따른 에너지 저장 소자의 유연성 및 성능 최적화

연구개발성과
⦁탄소 기반 물질(탄소 섬유, 나노튜브)의 기본 특성 분석과 소재 선택 및 표면의 전처리 공정방법을 확립하였으며, 플라즈마 처리 조건의 최적화를 통한 탄소기반 섬유 에너지 소자 제작 적합 구조 개발함. 표면의 분산 극성을 조절하여 나노섬유구조의 촉매층을 형성하였으며, ORR을 위한 전기화학적 표면면적의 증가를 통한 새로운 촉매층의 연료전지 파워를 향상시킴.
⦁산소 플라즈마 처리된 탄소 섬유 위에 PANI 성장을 통한 Zn-PANI 전지를 제작함. 펄스 전기증착법에 의해 최적회된 성장조건으로 탄소섬유위에 Pt와 폴로피롤 나노플라워, MnO2와 PANI 나노와이어 구조를 성장함.
⦁탄소 섬유기반의 양전극 소재의 웨어러블 재충전 연료전지에 응용을 하였으며, 성능평가를 통한 우수한 성능과 유연성이 우수함을 증명함. Pt 코팅된 탄소섬유 양전극소재와 변형력과 산화환원성이 우수한 공융 Ga-In 액상금속 음전극 소재를 사용하여 웨어러블, 재충전 가능 연료전지를 개발함.

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
(i) 섬유기반 태양 전지 분야: 개발된 섬유 전극을 이용한다면 의류와 같은 섬유에 적용함으로써 이동하며 휴대가 간편한 섬유기반 태양 전지개발에 활용이 기대 (ii) 나노 발전기 분야: 개발된 플렉서블 전극이 적용된 웨어러블 에너지 소자 구조는 움직으로 발생하는 마찰 전기, 체온을 통한 열에너지 등을 지속적으로 생산 저장할 수 있는 나노 발전 소자 구현에 활용에 기대 (iii) 웨어러블 기기 분야: 웨어러블 기기들의 고체형 배터리 사용으로 인한 하다양한 형태로 변형의 제약을 극복한 유연한 탄소 섬유 기반 에너지 저장 소자를 사용한다면 웨어러블 기기를 의류 등 여러 분야로 접목 가능하기 때문에 웨어러블 전자기기 시장의 발전에 기여가 기대됨

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• (1) 최종목표 ... 5
• (2) 연구의 필요성 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 6
• 1) 연구수행 결과 ... 6
• 2) 목표 달성 수준 ... 7
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 7
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 8
• 1) 연구성과 ... 8
• 2) 연구성과 활용계획 ... 9
• 6. 참고문헌 ... 9
• 끝페이지 ... 10