| 신형 2차원 유연성 전극재료 개발 성공 | ||
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 최근 중국과학원 리위량(李玉良) 원사를 필두로 하고 칭다오(青島)에너지연구소 황창수이(黃長水) 연구원이 이끄는 탄소기반재료·에너지응용연구팀이 불소 치환 그래파인(graphyne) 2차원 탄소재료를 최초로 설계·합성하였다. 해당 재료를 이용한 리튬이온 전지 음극은 우수한 전기화학적 에너지저장 성능을 나타냈다. 해당 성과는 "Energy & Environmental Science"에 온라인으로 게재되었다. 최근에 웨어러블 스마트설비 및 삽입형 의료기기 발전과 더불어 고에너지밀도, 고출력밀도, 장순환수명 유연성 전지 연구에 관심이 집중되었다. 2차원 재료는 특유의 구조적 장점 때문에 이상적인 유연성 전지재료로 주목받지만 기존의 2차원 전지재료는 원자배열이 치밀해 층간 리튬이온 수송이 입체장애(steric hindrance)에 부딪치게 되며 따라서 낮은 출력밀도와 에너지밀도를 초래한다. 연구팀은 다양한 기저에 그래파인, 질소도핑 그래파인, 철담지 그래파인을 제조하였을 뿐만 아니라 그래파인 구조에 불소원자를 성공적으로 도입해 신형 탄소기반 유연성 전극재료를 제조하였다. 해당 재료는 웨어러블 스마트설비에 필요한 유연성 전지 개발을 촉진시킬 수 있다. 연구팀은 불소 치환을 통해 그래파인 분자 세공을 확대함으로써 보다 나은 이온 수송채널을 형성하였다. 아울러 그래파인의 기본 프레임워크와 2차원 평면구조 공액계를 보존함으로써 우수한 전기전도성과 전하수송특성을 확보하였다. 특히 탄소-불소 결합의 뛰어난 순환적 리튬저장 성능은 리튬저장 부위를 증가시켰을 뿐만 아니라 탄소-불소 결합과 전해액의 양호한 호환성으로 계면저항이 대폭 감소되었고 따라서 순환 안정성이 향상되었다. 해당 성과는 용액법을 사용한 대면적 고성능 유연성 전극재료 제조에 아이디어를 제공하였고 신형 에너지저장장치 전극재료 연구에 새로운 방향을 제시하였다. 정보출처 : http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/2018-08/23/content_703281.shtml |
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