| 초록 |
본 연구에서는 마이크로웨이브 가열 방법을 이용하여 제조한 전기화학 커패시터용 이산화티탄 (TiO2)/탄소재료 혼합분말 전극의 전기화학적 특성을 평가하였다. 커패시터용 탄소재료로는 활성탄소 (MSP-20)와 탄소나노튜브(MW-CNT)를 사용하였다. 각각의 탄소재료에 0, 3, 5, 10 wt.%의 다양한 질량비로 H2O에 분산된 TiO2 용액을 넣고 다양한 농도의 NaOH 용액을 일정량 넣어 pH를 조절한 후, 40℃에서 교반시켜 혼합하였다. 혼합된 TiO2와 탄소재료를 테플론 용기에 넣어 마이크로웨이브 반응기에 장착한 후, 반응기의 출력을 10분간에 걸쳐 500W에서 800W까지 증가시킨 다음 800W에서 10분간 일정하게 유지 시켰다. 제조된 TiO2/탄소재료 혼합물을 HCl 수용액을 이용하여 중화시키고, 50℃로 건조시켰다. 제조된 TiO2/MSP-20 복합분말은 Super-P(12wt%), CMC 용액(4wt%), PTFE(2wt%), SBR(2wt%)과 혼합하여 전극용 슬러리로 제조되었으며, TiO2/MW-CNT복합분말은 CMC 용액(5wt%), PTFE(10wt%)과 혼합하여 전극 쉬트로 제조되었다. 만들어진 전극과 분리막, 전해액 (TEABF4/PC)을 사용하여 2032 Coin cell을 제작하였다. TiO2/탄소재료 및 전극의 결정구조 및 성분은 X-ray diffraction (XRD, HPC-2500, Rigaku)로 확인하였고, TiO2/탄소재료 복합분말의 탄소재료 표면의 TiO2 코팅 및 혼합 상태는 Scanning electron microscope (FE-SEM, Hitachi, S-4700)를 이용하여 관찰하였다. TiO2/탄소재료 복합분말의 TiO2 함량 변화에 따른 비표면적을 ASAP 2010을 이용하여 측정하였고, 복합 분말로 제조된 전극의 밀도도 측정하였다. 제작된 2032 Coin cell의 임피던스는 PARSTAT 2273을 이용하여 측정하였으며, 충-방전 용량 특성은 MACCOR SERIES 4000을 이용하여 10mA의 전류로 평가하였다. |
