| 초록 |
차세대 에너지 저장장치 중 슈퍼커패시터는 저장된 에너지를 순간적으로 높은 출력으로 사용할 수 있으며 충방전 속도가 빠르고, 긴 수명이라는 장점을 가진 소자이다. 이러한 장점들로 슈퍼커패시터는 전기자동차나 풍력발전기 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 슈퍼커패시터는 에너지 저장 메커니즘에 따라 크게 전기 이중층을 사용하는 전기 이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitor, EDLC), 산화/환원 반응을 이용하는 유사 커패시터(Pseudo Capacitor), 그리고 두 메커니즘을 모두 이용하는 하이브리드 커패시터(Hybrid Capacitor) 세 가지로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 전기 이중층에서 전하의 물리적 흡탈착 반응을 이용하는 전기 이중층 커패시터를 연구에 사용하였다. 일반적으로 수용액 시스템에서 이용되는 염기성 전해질 기반의 전기 이중층 커패시터 보다 산 전해질 기반의 슈퍼커패시터가 더 높은 에너지 저장 능력을 보여주지만, 스테인리스 호일 및 니켈 집전체의 부식 및 전극과 집전체의 탈착 문제를 나타냈다. 따라서, 본 연구에서는 황산 (H2SO4) 전해질에서 안정적인 그라파이트 시트를 슈퍼커패시터 집전체로 선정하고, H2SO4 몰수를 조절하여 최적의 전해질 설계 연구를 진행하였다. 그라파이트 시트의 물성은 주사전자현미경, X-선 회절법을 통해 분석하였고, 전기화학적 성능은 임피던스 분광법, CV, 충방전 실험을 진행하였다. |
