| 다롄화학물리연구소, 평면 마이크로 슈퍼커패시터 규모화 제조 | ||
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 최근, 중국과학원 다롄(大連)화학물리연구소 2차원재료·에너지소자연구그룹 우중솨이(吳忠帥) 연구팀은 중국과학원 바오신허(包信和) 연구팀 및 중국과학원 금속연구소 청후이밍(成會明)/런원차이(任文才) 연구팀과 공동으로 실크스크린 프린팅(Silk screen printing) 방법을 이용하여 고집적화, 유연성, 고전압 출력 가능한 그래핀 기반 평면 마이크로 슈퍼커패시터를 규모화 제조했다. 해당 연구성과는 "Energy Environ. Sci."에 게재되었다. 마이크로화, 유연성 전자소자의 개발 속도가 빨라짐에 따라 그에 따른 마이크로 에너지 저장 소자의 수요도 증가되고 있다. 그러나 단일 마이크로 에너지 저장 소자는 출력 전압 및 전류의 제한으로 고전압, 대전류 구동 전자소자의 응용 요구를 만족시키기 어렵다. 실제 응용에서 여러 에너지 저장 소자의 직렬/병렬 통합을 통하여 전압과 전류를 향상시킨다. 기존의 집적화 에너지 저장 소자는 금속 연결체를 사용하였기에 소자의 통합성, 기계적 유연성이 나쁘고 가공 과정이 복잡하며 성능 적합성을 구현하기 어렵다. 연구팀은 우선 뛰어난 유변학 및 전기화학적 성능을 보유한 그래핀 전도성 잉크를 개발한 다음 실크스크린 프린팅 방법을 이용한 단일 단계법으로 평면형 및 집적화 마이크로 슈퍼커패시터의 전류집중 소자, 무늬형 마이크로 전극, 소자 사이의 전기전도 연결체 제작을 구현하여 제작 과정을 대폭 간소화시켰고 집적 소자의 통합성 및 기계적 유연성을 대폭 향상시켰다. 또한 다양한 실제 응용 요구에 따라 집적화 마이크로 슈퍼커패시터의 형태 및 크기를 효과적으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 임의적 개수의 평면형 슈퍼커패시터의 직렬/병렬 통합을 구현할 수 있으며 더 나아가 효과적으로 출력 전압(몇 볼트에서 몇 백 볼트) 및 전류(나노암페어에서 밀리암페어)를 적합하게 제어할 수 있다. 예를 들면 130개 단일 소자를 직렬 연결하여 출력 전압이 100V이상에 달하는 마이크로 슈퍼커패시터 모듈을 제작할 수 있다. 본 연구는 그래핀 전도성 잉크를 전류집중 소자, 전기전도 연결체 및 고용량 전극 재료로 이용할 수 있으며 실크스크린 프린팅 기술을 통하여 고집적, 일체화, 고전압 출력이 가능한 평면 마이크로 슈퍼커패시터를 고효율, 규모화 제조가 가능함을 입증하였다. 정보출처 : https://mp.weixin.qq.com/s/6hqDpyPx2krPGfXdXAPLXA |
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