| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 | 23권 1호 |
| 발표분야 | C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 | 전기 이중층 커패시터를 위한 인이 도핑된 탄소나노섬유 합성 |
| 초록 | 최근 산업화에 따른 환경오염 문제로 리튬이온전지, 태양전지, 전기화학 커패시터 등과 같은 차세대 에너지 소자에 대한 관심이 급증하고 있다. 특히, 전기화학 커패시터의 경우 높은 출력 밀도 및 우수한 수명으로 인해 많은 관심을 받고 있다. 전기화학 커패시터는 전하의 물리적 흡/탈착 반응을 통해 전기를 저장하는 전기 이중층 커패시터 (electric double layer capacitors, EDLCs), faradaic redox 반응을 이용하여 전기를 저장하는 의사 커패시터 (pseudo capacitors), 전이 이중층 커패시터와 의사 커패시터를 혼합한 하이브리드 커패시터 (hybrid capacitors)로 구분된다. 이 중 EDLCs의 경우 긴 수명, 높은 출력 밀도 및 빠른 충전 속도 등의 장점을 보유하고 있다. EDLCs의 전극은 주로 탄소계 재료가 사용되는데, faradaic redox 반응을 이용하는 의사 커패시터와는 달리 전하의 물리적 흡/탈착에 의한 전기 저장으로 용량 및 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해서 탄소 소재의 형상 제어, 금속산화물 도입 및 음이온 도핑 등의 전략이 연구되고 있다. 이 중 탄소 소재에 음이온을 도핑하는 연구는 탄소 소재의 전기 전도도 및 표면 작용기 형성을 통한 전하의 물리적 흡/탈착을 개선 할 수 있는 방법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고성능 전기 이중층 커패시터 개발을 위해서 spin-on dopant 방법을 이용하여 인 (phosphorus)이 도핑된 탄소나노섬유를 제조하였고, 이들이 전기화학적 특성을 분석하였다. 제조한 인 도핑된 탄소나노섬유의 형상은 주사전자현미경 (field-emission scanning electron microscopy)과 투과전자현미경 (transmission electron microscopy)을 이용하여 분석하였고, 그들의 결정구조 및 화학적 결합상태는 X-선 회절분석 (X-ray diffraction) 및 X-선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 규명하였다. 또한, 전기화학적 특성은 순환 전압전류법 (cyclic voltammetry) 및 galvanostatic charge/discharge 측정을 통해 측정하였다. 위 내용은 2017년 춘계 학술대회에서 더 자세히 논의 될 것이다. |
| 저자 | 신동요, 박일규, 안효진 |
| 소속 | 서울과학기술대 |
| 키워드 | Electrospinning; Carbon nanofiber; Spin-on dopant; Phosphorus; Electrochemical capacitors |
