화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2017년 가을 (10/25 ~ 10/27, 대전컨벤션센터)
권호 23권 2호, p.1813
발표분야 에너지 환경
제목 이온성 액체 기반 전해질을 활용한 고전압 와이어 형태의 수퍼커패시터
초록 웨어러블 소자의 발전과 함께, 섬유 형태의 소자에 대한 관심과 연구가 활발하게 진행되고있다. 이러한 소자의 무선 동작을 위한 에너지 저장장치로 와이어 형태의 수퍼커패시터 개발 또한 이루어지고 있는데, 다양한 스트레인에 대한 안정성과 높은 유연성의 확보, 높은 전기화학적 성능의 확보를 위해 고전압에서 동작하는 수퍼커패시터의 개발이 요구된다.
본 연구에서는 이온성 액체 [EMIM][TFSI]와 탄소나노튜브의 혼합물에 산화-환원 반응을 일으키는 폴리피롤을 함께 전극 물질로 사용하였다. 이온생 액체와 탄소나노튜브 혼합물은 isopropanol과 nafion을 이용하여 탄소나노튜브에 이온성 액체를 결합하는 방법으로 만들었다. 전해질은 이온성 액체를 젤 형태로 만들어 사용하여 와이어 수퍼커패시터를 제작하였다. 이온성 액체는 분자 크기가 커서 탄소나노튜브에 접촉하는 면적이 좁은데 이온성 액체와 탄소나노튜브 혼합물을 전극 물질로 사용하여 이를 해결하여 축전용량을 증가시켰다. 또한 이온성 액체 전해질의 사용으로 높은 출력 전압을 확보할 수 있고 폴리피롤의 첨가로 용량이 크게 증가하였다. 제작된 와이어 형태의 수퍼커패시터는 반복적인 구부림에 안정한 전기화학적 특성을 보여주었다.
이 연구는 높은 전압 범위를 가지는 와이어 형태의 수퍼커패시터를 제작할 수 있음을 보여주었고, 섬유 형태의 웨어러블 소자의 구동에 적용될 것으로 기대된다.
저자 송창훈, 하정숙, 윤준영
소속 고려대
키워드 고효율
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