초록 ▼

□ 연구개요
이온의 크기와 비견할 만한 전도성 나노포어 안에서 이온의 움직임과 전기 이중층 형성에 이온의 종류 농도 용매 전압 변화 속도의 , , , 영향을 살펴보고, 이러한 인자와 나노구조로 인해 기인된 전기 이중층 형성의 비이상적인 커패시터 거동과의 상관관계를 규명한다. 이를 통해 나노갇힌 공간 안에서의 전기이중층의 이해를 증진하고, 전기이중층 형성에 기초한 전기화학 반응 제어를 위한 새로운 통찰을 제시한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
추진목표 1. 2 nm 이하의 포어 크기를 가진 전도성 나노포어 제작<

□ 연구개요
이온의 크기와 비견할 만한 전도성 나노포어 안에서 이온의 움직임과 전기 이중층 형성에 이온의 종류 농도 용매 전압 변화 속도의 , , , 영향을 살펴보고, 이러한 인자와 나노구조로 인해 기인된 전기 이중층 형성의 비이상적인 커패시터 거동과의 상관관계를 규명한다. 이를 통해 나노갇힌 공간 안에서의 전기이중층의 이해를 증진하고, 전기이중층 형성에 기초한 전기화학 반응 제어를 위한 새로운 통찰을 제시한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
추진목표 1. 2 nm 이하의 포어 크기를 가진 전도성 나노포어 제작
연구 결과 - 1~2 nm의 극도록 작은 구멍을 가진 나노다공성 백금을 계면활성제를 주형으로 사용하거나 주형 없이 제작하였고, 제작한 전극의 물리적 특성을 전자현미경과 전기분석법으로 확인하여 나노다공성 백금 전극이 잘 제작되었음을 확인하였다.

추진목표 2. 나노공간에서 전기이중층의 형성에 영향을 미치는 주요 인자 발굴
연구 결과 - 이온의 크기, 친수성 정도, 이온 농도, 측정 시간, 전압 변화 속도 차이가 전기이중층의 형성에 영향을 미치는 인자임을 확인하였다. 특히, 친수성 정도와 측정 시간, 전압 변화 속도 차이는 잘 알려지지 않은 인자여서 새롭게 발굴한 것에 의미가 있다.

추진목표 3. 비이상적인 커패시터 거동 (CPE) 확인 및 발굴 인자와의 상관관계 규명
연구 결과 - 구멍 안에서 제한적인 물질 이동이 CPE 거동을 유발한다는 것을 규명하였고, 이온 농도와 크기가 포어 안으로의 물질 이동에 영향을 미치므로 CPE 에 영향을 미치는 인자임을 확인하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
활용 계획
⦁ 나노다공성 전극에서의 전기이중층 연구이기에 나노다공성 전극을 사용하는 모든 분야, 가령, 슈퍼 캐패시터를 포함한 에너지 저장 및 변환 장치, 촉매, 축전식 탈염 및 여과, 전도도 측정, 신경 전극 분야에서 활용 가능하다.
⦁ 더 나은 성능을 얻기 위해 각 분야에서 나노다공성 전극의 물질 및 기하학적 구조 설계 및 최적화, 실험 조건을 잡는데 활용될 수 있다. 가령, 슈퍼 커패시터 분야에서 빠른 충·방전을 위해 전극 물질과 이온 조성 선택에 도움을 줄 수 있다.

기대효과
⦁ 나노공간에서의 전기이중층 형성의 깊이 있는 이해를 통해 나노스케일 전기화학 분야를 발전시킬 수 있고, 생체 내에서 일어나는 나노공간에서의 이온 전달에 대한 이해를 증진시킬 수 있다.
⦁ 에너지 저장 장치의 성능을 향상 시킬 수 있으며, 나노 구조로 인해 평활 전극에서 보다 전기이중층 제어가 수월하기에 이를 통한 전기화학 반응 제어가 가능하여 촉매 연구 및 전기화학적 분석법 개발에 기여할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 목표 및 내용 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 2 nm 이하의 포어 크기를 가진 전도성 나노포어 제작 ... 5
• 2) 마이크로다공성 백금 전극에서의 알칼리 이온 크기 효과 ... 6
• 3) 마이크로다공성 백금 전극에서의 전기 이중층 형성과 이온 충전 동력학에 친수성 효과 ... 7
• 4) 나노다공성 백금 전극에서의 비이상적인 캐패시터 거동 ... 9
• 5) 나노다공성 백금 물질을 사용한 마이크로칩 기반 센싱 플랫폼 구축 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 23