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칭다오 바이오에너지·과정연구소, 새로운 그래파인으로 에너지 저장
등록일2015.09.22 조회수537
첨부파일 graphyne.docx 최근, 중국과학원 칭다오 바이오에너지·과정연구소 에너지응용기술분소 연구원 황창수이(黄长水) 연구팀은 중국과학원 화학연구소 리위량(李玉良) 연구원과 협력하여, 최초로 그래파인(graphyne)을 리튬이온 전지 적극소재에 응용하여 관련 재료 연구에 이론적 근거와 실험 지침을 제공하였다. 해당 연구성과는 Nano Energy, 2015, 11, 481-489; Chen. Commun., 2015, 51, 1834-1837에 발표되었다. 그래파인은 풀러렌(fullerene), 탄소나노튜브, 그래핀에 이은 신형의 풀탄소(full carbon) 나노구조재료이다. 그래파인은 sp와 sp2가 혼성되어 형성된 새로운 탄소 동소체(allotrope)이고, 1,3-디인(diyne)결합으로 벤젠고리를 공액 연결하여 형성된 2차원 평면 회로망 구조인 풀탄소재료이며, 풍부한 탄소화학결합, 큰 공액계, 넓은 면적, 양호한 화학 안정성을 보유함으로써 가장 안정한 인공 합성 디인탄소 동소체로 불린다. 그래파인은 특수한 전자구조 및 규소와 유사한 양호한 반도체 성능으로 인해 전자, 반도체와 신형 에너지 영역에서 광범위하게 응용될 것으로 기대한다. 이론 연구에서 그래파인은 아주 이상적인 리튬 저장 재료이고 이론 용량은 744mAh g-1,다층 그래파인 이론 용량은 1,117mAh g-1(1,589mAhcm-3)에 달하며, 또 그 독특한 구조는 리튬 이온 면내와 면외의 확산과 전송에 더 유리하여 양호한 배율성능을 부여하였다. 연구팀은 최초로 그래파인을 리튬이온 전지 전극소재에 응용하고 그 전기화학 리튬 저장 특성 및 리튬 저장 매커니즘에 대해 상세히 분석 연구하였다. 또한 그래파인 구조, 형태 및 그 화학성능 사이의 구조 활성 관계를 상세히 해석하였으며, 그래파인 재료가 리튬전지에서의 응용에 대해 탐구하였다. 해당 연구는 그래파인 일족(family)의 리튬 저장 성능 연구 및 신형 탄소 에너지 저장 재료 탐구에 이론적 근거와 실험지침을 제공하였다. 실험 결과 그래파인의 균일한 기공구조, 양호한 전자 전도성과 화학적 안정성은 그래파인이 비교적 높은 용량, 양호한 배율성능과 수명주기 등 면에서 양호한 화학성능을 갖고 있음을 입증하였다. 정보출처 : http://www.escn.com.cn/news/show-269965.html