초록 ▼

□ 연구개요
● 그래핀, 금속 나노입자, TMDs(Transition metal dichalcogenides)등 다형상 나노 이종재료를 기반으로 리튬 이차전지에 필적하는 비에너지 저장 용량을 달성하기 위해서, 전극 물질 성능 저하에 영향을 주는 주요 인자를 파악하고 종합적인 연구를 통하여, 이를 억제하는 원천기술을 개발함.
● 플라즈마 처리 등 다양한 방법을 통해서 금속산화물 표면을 개질, 다양한 종류 및 형상의 금속 나노입자를 하이브리드화 하여 전극소재의 성능 저하 현상을 억제하면서 슈퍼커패시터의 특성을 향상시킬 수 있

□ 연구개요
● 그래핀, 금속 나노입자, TMDs(Transition metal dichalcogenides)등 다형상 나노 이종재료를 기반으로 리튬 이차전지에 필적하는 비에너지 저장 용량을 달성하기 위해서, 전극 물질 성능 저하에 영향을 주는 주요 인자를 파악하고 종합적인 연구를 통하여, 이를 억제하는 원천기술을 개발함.
● 플라즈마 처리 등 다양한 방법을 통해서 금속산화물 표면을 개질, 다양한 종류 및 형상의 금속 나노입자를 하이브리드화 하여 전극소재의 성능 저하 현상을 억제하면서 슈퍼커패시터의 특성을 향상시킬 수 있는 기술을 개발함.
● 성능 저하 현상을 억제시킨 금속 나노입자 (2-10 nm)를 비표면적을 극대화 시킨 다양한 탄소 소재 (탄소나노섬유, 그래핀, 그래핀-탄소나노튜브 3차원 구조체)의 표면에 균일하게 흡착시키는 방법을 개발하여, 슈퍼커패시터의 정전용량 및 비에너지 저장 용량을 증대 시킬 수 있는 새로운 전극 소재를 개발함.

□ 연구 목표대비 연구결과
● 성능 저하 현상 규명 및 이를 극복 할 수 있는 신소재 개발
- 성능 저하 원인 및 메카니즘 규명 연구
● 전이금속 도포 최적화 기술을 통한 성능 저하 현상 억제 기술 개발
- CVD 및 전기 증착법을 통해서 그래핀의 표면에 금속 나노입자를 도포하는 기술 개발 연구를 수행
● 탄소나노섬유-전이금속 하이브리드 소재 합성 및 특성 연구
- 금속 산화물 , 금속 질화물 , 금속 황화물을 ALD방법을 사용하여 2종류의 표면에너지가 다른 전이금속 물질이 흡착된 탄소나노섬유 하이브리드 소재를 개발 연구를 수행
● 그래핀-2종 전이금속 하이브리드 소재 합성 및 특성 연구
- 표면 에너지가 다른 2종류 이상의 전이금속물질을 ALD 방법을 통해서 산화그래핀 표면에 형성시켜 성능 저하 현상을 억제한 고용량의 슈퍼커패시터 전극용 물질을 개발 연구를 수행
● 전이 금속이 흡착된 3차원 탄소구조체 소재 합성 및 특성 연구
- 전이금속이 흡착된 3차원 탄소구조체 소재 합성 및 특성 평가 연구를 수행
● 최적화된 소재적용 미래형 슈퍼커패시터 시작품 제작 및 내구성 평가
- 성능향상을 위한 최적화 연구 수행

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
● 슈퍼커패시터는 미래형 자동차 또는 신재생 에너지를 저장하는 에너지 저장 매체로서 최적화된 제어시스템 기술을 개발하여 발전시켜 나간다면 현재 이차전지가가 차지하고 있는 중/대형 전지 시장을 대체할 수 있기 때문에 시장파급효과가 상당할 것으로 예상되어짐.
● 슈퍼커패시터 전극물질의 성능 저하 현상의 원인에 대해 연구하고, 성능 저하 현상을 억제하는 원천기술을 보유하여 다가오는 고용량 슈퍼커패시터 시장에서 기술적 우위를 점유 하고자 함.
● 다형상 나노이종재료를 이용한 고내구성 고성능 슈퍼캐퍼시터 개발을 통하여 플렉시블 에너지 저장 장치의 응용분야에 널리 사용 가능 할 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 자체점검표 ... 15
• 7. 참고문헌 ... 15
• 끝페이지 ... 39