| 다롄화학물리연구소, 임의 형태의 완전 그래핀계 통합형 슈퍼 커패시터 개발 | ||
|
||
 최근 중국과학원 다롄(大連)화학물리연구소의 우중솨이(吳忠帥) 연구원은 2차원 재료·에너지 장치 연구팀 및 바오신허(包信和) 원사 연구팀을 이끌고 하나의 기저에서 임의 형태의 슈퍼 커패시터 제조 및 모듈화 통합을 달성하여 완전 그래핀계 슈퍼 커패시터의 유연화, 평면화, 집적화를 구현하였다. 해당 성과는 미국 ‘ACS Nano’ 학술지에 발표되었다. 초슬림, 초경량, 유연화, 비 일반적 형태의 마이크로 나노 전자장치가 빠르게 개발됨에 따라 상응한 마이크로 나노 에너지 시스템에 대한 요구가 높아졌다. 리튬 이온 전지, 슈퍼 커패시터와 같은 전통적인 에너지 저장 장치는 형태가 단일하고 사이즈·체적·무게가 크다. 또한 전해액이 누설되고 전기전도 첨가제와 점결제를 사용하며 격막이 두꺼운 등 문제가 존재한다. 뿐만 아니라 두 개의 기저를 사용하는 원인으로 장치의 기계적 유연성 개선에 불리하여 다양성, 유연화, 다기능화 집적회로의 요구를 만족시키지 못한다. 따라서 신형 에너지 저장 장치 개발은 필수적이다. 연구팀은 하나의 기저에서 임의 형태의 샌드위치 구조를 가진 평면 슈퍼 커패시터 개념을 제안하였다. 전기화학적 박리 그래핀을 전극재료로 이용하고 나노 산화 그래핀을 격막으로 사용하였다. 형태 조절이 가능한 마스크의 도움에 의해 적층 스프레이 코팅 방식을 통해 하나의 유연성 기저에 기반한 임의 형태의 완전 그래핀계 샌드위치 구조를 가진 평면 슈퍼 커패시터를 성공적으로 제조하였다. 해당 장치는 전통적 유연성 장치에 비해 형태 다양성을 구비하는바 장방형, 원형, 중공 사각형, 숫자, 알파벳 모양으로 제조할 수 있고 심지어 더 복잡한 교차선형으로도 제조 가능하다. 체적비 용량(280F/cm3)이 크고 에너지 밀도(2.9mWh/cm3)가 높으며 기계적 유연성도 특출하다. 시험 결과 다양한 굽힘 상태에서 비용량 손실은 거의 없었다. 또한 겔 전해액으로 유효 전극 면적을 덮어 씌우는 방식을 통해 단일 장치의 비용량을 효과적으로 조절하였다. 해당 제조 방법은 규모화 생산 및 자기 통합화에 적합할 뿐만 아니라 전통적 금속 전기전도선과 접촉체를 사용하지 않는 상황에서 다수 장치의 직렬·병렬 통합을 달성함으로써 모듈화 전원의 출력전압 및 용량을 효과적으로 조절하였다. 연구팀은 재료 선택, 전극 제조, 전해액 및 격막 선택, 장치 조립 및 모듈화 통합 등 면에서 혁신적인 연구를 수행하여 임의 형태 에너지 저장 장치의 효과적 구축, 생산, 통합에 과학적 근거를 제공하였다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/2/367883.shtm |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB