| 초록 |
본 연구에서는 이산화티탄 (TiO2) 분말을 활성탄소 (MSP-20)와 탄소나노튜브 (MW-CNT) 각각에 다양한 질량비로 혼합하여 하이브리드 복합 탄소전극을 만들어 전극의 전기화학적 특성을 평가하였다. Paste mixer기를 사용하여 H2O에 분산된 TiO2를 각각의 탄소재료에 0, 3, 5, 10wt.%의 질량비로 혼합된 TiO2/탄소재료 혼합물을 만들었다. 혼합된 TiO2/탄소재료를 튜브 로를 사용하여 400℃의 질소분위기에서 2시간 동안 열처리 한 후, 300rpm의 속도의 볼밀로 1시간30분 동안 분쇄 하였다. 제조된 TiO2/MSP-20 복합분말을 다시 Super-P, CMC 용액, PTFE, SBR과 12: 4: 2: 2의 무게비로 혼합하여 전극용 슬러리를 만들었다. 반면 TiO2/MW-CNT 복합분말은 PTFE (20wt.%)와 혼합하여 70℃에서 압연하여 전극 쉬트로 제작되었다. 제작한 전극과, 분리막, 전해액 (TEABF4/PC)를 사용하여 2032 Coin cell을 제작하였다. X-ray diffraction (XRD, HPC-2500, Rigaku)을 이용하여 탄소재료와 TiO2 (Anatase)의 Peak를 확인하였고, Scanning electron microscope (FE-SEM, Hitachi, S-4700)를 이용하여 TiO2/탄소재료 복합분말의 혼합 및 입자 상태를 관찰하였다. TiO2/탄소재료 복합분말의 TiO2의 함량에 따른 비표면적의 변화를 ASAP 2010을 이용하여 측정하고, 전극의 밀도를 측정하였다. 제작된 2032 Coin cell의 TiO2의 함량과 탄소재료의 종류에 따른 임피던스 특성은 PARSTAT 2273을 이용하여 측정하였고, 충-방전 용량 특성은 MACCOR SERIES 4000을 이용하여 10mA의 전류로 평가하였다. TiO2/MSP-20 복합 전극의 경우 TiO2 함량이 5wt.% 일 때 약 10.5 F/cc의 용량을 보이고, 3wt.% 함량과 10wt.% 함량의 경우 약 8.7F/cc로 거의 비슷하였다. 반면 TiO2가 없을 경우에는 약 9.2 F/cc의 용량을 보였다. TiO2/MW-CNT 복합 전극의 경우에는 용량이 0.09~0.1 F/cc 로 낮게 측정되었다. |
