화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2017년 가을 (10/25 ~ 10/27, 대전컨벤션센터)
권호 23권 2호, p.1909
발표분야 에너지 환경
제목 프랙탈 전극 구조 기반 늘임가능한 생분해성 슈퍼커패시터
초록 최근 일정 시간 동안 작동 후, 물/생체액에 의해 완전히 녹아 기능을 잃는 트렌지언트 전자 소자의 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 전자 소자는 친환경적일 뿐만 아니라, 피부 부착형 또는 생체 삽입용 의료기기 분야에 널리 적용 될 수 있기 때문에 이 같은 전가 지지에 에너지 공급을 위한 저장 장치의 필요성 또한 증대되었다.
본 연구에서는 가수분해 가능한 몰리브데늄과 하이드로 겔을 각각 전극과 전해질로 사용하고, 유연성과 생분해성을 모두 갖춘 poly(octanediol-co-citrate)(POC) 고분자를 기판으로 사용하여 모든 구성 요소가 완전 생분해 가능한 유연 슈퍼커패시터에 대해 보고한다. 일반적으로 늘어나지 않는 몰리브데늄 박막에 휘어진 그물망의 프렉탈 구조를 적용하여 유연 기판 위에서 늘임가능한 특성을 가지도록 하였으며, 제작된 유연 커패시터는 30%의 스트레인에도 안정적인 전기적 특성을 유지하였다. 금속 전극과 물 기반 전해질 사이에 인가된 전류를 통해 금속 표면의 전기화학적 부식을 유도하여 셀의 성능을 향상 시켰다. 또한 합성 조건에 따라 가수분해 속도가 영향을 받는 POC를 인캡슐레이션 물질로 활용하여, 슈퍼커패시터의 life-time을 조절 할 수 있었다.
이 연구는 유연성과 생분해성 및 생체적합성을 모두 가지는 에너지 저장 장치의 실현으로 다양한 트렌지언트 소자와 집적되어 완성도 높은 시스템을 구현할 수 있을 것으로 기대된다.
저자 이한찬1, 이금비2, 하정숙1
소속 1고려대, 2ku-kist
키워드 친환경
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