초록 ▼

□ 연구목적
• 에너지 저장 소자의 과충전으로 인한 수명 단축 문제를 해결하기 위해 스마트 디스플레이형 에너지 저장 소자를 개발하고자 함.
• 본 연구에서는 한국 측의 나노 입자 적층 시스템(NPDS)와 중국 측의 스퍼터링 방식을 이용하여 전기 변색층(양극) 및 이온 저장층(음극)을 제작함.
• 박막 제작 공정 차이에 따른 미세 구조 차이가 전기변색 기반 에너지 저장 소자의 성능에 미치는 영향을 조사하고자 함.

□ 연구내용
< 1차년도 연구 내용 >
• 전기 변색층(양극) 및 이온 저장층(음

□ 연구목적
• 에너지 저장 소자의 과충전으로 인한 수명 단축 문제를 해결하기 위해 스마트 디스플레이형 에너지 저장 소자를 개발하고자 함.
• 본 연구에서는 한국 측의 나노 입자 적층 시스템(NPDS)와 중국 측의 스퍼터링 방식을 이용하여 전기 변색층(양극) 및 이온 저장층(음극)을 제작함.
• 박막 제작 공정 차이에 따른 미세 구조 차이가 전기변색 기반 에너지 저장 소자의 성능에 미치는 영향을 조사하고자 함.

□ 연구내용
< 1차년도 연구 내용 >
• 전기 변색층(양극) 및 이온 저장층(음극) 물질 선정
• 나노 입자 적층 시스템 및 스퍼터링 공정을 이용한 박막 제작
• 공정 차이에 따른 박막의 미세구조/전기화학적 반응 특성 비교

< 2차년도 연구 내용 >
• 두 공정으로 제작한 박막을 이용한 전기변색 기반 에너지 저장 소자 제작
• 전기변색 기반 에너지 저장 소자의 광학적/전기화학적 특성 분석을 통한 구동 메커니즘 비교
• 제작 소자의 에너지 저장 효율 및 전기변색 특성/내구성 향상

□ 연구결과
< 1차년도 연구 결과 >
• 선행 연구를 바탕으로 전기 변색층(양극) 물질로 WO₃, 이온 저장층(음극) 물질로 ATO(Antimony-doped Tin Oxide)로 선정함.
• 한국 측의 나노 입자 적층 시스템(NPDS)및 중국 측의 스퍼터링 공정으로 WO₃ 전기 변색층을 제작하고, 각 박막의 표면 미세구조, 순환 전류 전압법을 통한 반응 표면적 및 임피던스 분광법을 통해 전기 화학적 특성 차이를 성공적으로 비교함.
• NPDS를 이용하여 ‘WO₃ ll 리튬 이온 전해질 ll ATO’ 구조의 레퍼런스 셀을 제작하고 광학적/전기화학적 특성을 분석함.

< 2차년도 연구 결과 >
• 두 공정을 이용하여 제작한 WO₃ 박막을 이용한 전기변색 기반 에너지 저장 소자를 제작함.
• 두 종류의 전기변색 에너지 저장 소자의 투과도 측정 및 순환 전류 전압법을 통한 전하 용량 분석을 통한 공정에 따른 소자의 광학적/전기화학적 특성을 비교함.
• 전하 균형을 맞춰주는 이온 저장층 유무에 따른 소자의 내구성 향상을 확인함.
• 스퍼터링 기반 전기 변색 에너지 저장 소자의 에너지 저장 특성 평가를 진행함.

□ 연구결과의 활용계획
• 건식 적층 및 스퍼터링을 이용한 전기변색 기반 에너지 소자 및 스마트 윈도우 제작
• 국제적 연구자 교류를 통한 전기 변색 기술 공유와 이를 통한 에너지 저장 소자 및 스마트 윈도우로 적용 범위 확장.
• 나노 입자 적층 시스템의 소자 제작 공정 도입 및 국내 원천 기술로써 확보하여 세계 전기 변색 시장 및 에너지 저장 소자 시장 선점
• 본 연구를 통한 연구 성과 공유를 바탕으로 후속 연구 신청 및 이를 통한 대형 과제로의 발전 도모.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

Abstract ▼

□ Purpose
• Development of smart display type energy storage device
• Fabrication of electrochromic (EC) layer (anode) and ion storage (IS) layer(cathode) using Nano Particle Deposition System (NPDS) from Korea and a sputtering method from China for comparison.
• Investigate the affect of t

□ Purpose
• Development of smart display type energy storage device
• Fabrication of electrochromic (EC) layer (anode) and ion storage (IS) layer(cathode) using Nano Particle Deposition System (NPDS) from Korea and a sputtering method from China for comparison.
• Investigate the affect of the difference in microstructure depending on the thin film fabrication process on the performance of the ElectroChromism based Energy Storage device (ECES).

□ Contents
< Research content of 1st year >
• Selection of WO₃ EC layer and ATO (Antimony-doped Tin Oxide) IS layer, using NPDS and sputtering process.
• Comparison of microstructure/electrochemical reaction characteristics of WO₃ thin films depending on different deposition processes.

< Research content of 2nd year >
• Fabrication of the ECES devices using thin films fabricated by two processes.
• Investigate operating mechanism through optical/electrochemical characteristic analysis of the ECES devices.
• Improved energy storage efficiency and electrochromic properties/durability of fabricated device.

□ Results
< Results of 1st year research >
• WO₃ and ATO were selected as the EC layer and the IS layer, respectively.
• The surface microstructure and the electrochemical property of each thin film fabricated by NPDS and sputtering method were compared via the reaction surface area by the cyclic voltammetry (CV) analysis and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis.
• We used NPDS to fabricate a reference cell with a ‘WO₃ ll lithium ion electrolyte ll ATO' structure and analyzed its optical/electrochemical characteristics.

< Results of 2nd year research >
• ECES devices composed of WO₃ EC layer using NPDS and sputtering method were fabricated.
• Optical/electrochemical properties of ECES devices were compared by measuring the transmittance and the charge capacity through CV test.
• Durability of the device was enhanced by the presence or absence of an ion storage layer that achieve charge balances of the devices.
• Energy storage characteristics of ECES devices fabricated by sputtering methods were evaluated.

□ Expected Contribution
• Collaborate research related to electrochromic technology through international researcher exchange and expanding to energy storage devices and smart windows.
• Preoccupation of global electrochromic device and energy storage device market through implementing dry deposition method as alternative choice of fabricating process.
• Based on the sharing our research results, anticipate follow-up research to promote development into large-scale projects.

(source : Summary 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구결과 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 4
• 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 과제 개요 ... 5
• 2. 수행내용 및 결과 ... 6
• 3. 자체평가 ... 8
• 4. 연구결과의 활용 계획 ... 9
• 5. 연구과정에서 수집한 해외 정보 ... 9
• 6. 참고문헌 ... 10
• 7. 연구성과 ... 11
• 8. 기타사항 ... 12
• 붙임 대표성과 ... 13
• 끝페이지 ... 13