메조다공성 금속산화물 그래핀 나노복합체 소재

전문가 제언

○ 최근 에너지 이용의 효율을 증가시키기 위한 고급 전기에너지 저장소자로서 슈퍼커패시터의 연구개발에 큰 관심이 집중되었다. 대부분 공업용 슈퍼커패시터 응용에서 높은 표면적 탄소는 슈퍼커패시터의 개발에서 유력한 후보 소재이다. 특히 육방배열 된 탄소원자들의 고도로 분산된 다일원자 층인 그래핀은 높은 전기전도도, 우수한 기계적 성질, 큰 표면적, 저렴한 제작원가 등이 전기화학적 응용에 이상적인 후보 소재가 되게 했다.

○ 표면적 확장과 수용성 전해질용액의 한계를 능가하는 작동전압 범위의 확장에 의한 최적화는 더욱 개선될 수 없기 때문에 슈퍼커패시터의 저장밀도의 획기적 도약을 위하여 근본적으로 새로운 메커니즘이 필요하다. 이 메커니즘은 메조다공성 금속산화물과 그래핀을 결합한 나노복합체 소재로 가능하며 메조다공성 실리카 그래핀 나노복합체 소재가 한 가지 실례이다.

○ 시초에 그래핀, 계면활성제 및 금속산화물 전구체의 생성으로 진행된다. 금속산화물 전구체는 계면활성제로 메조다공성 금속산화물이 생성되어 혼합물에서 침전되고 그 뒤에 그래핀의 표면에 석출된다. 이 메조다공성 금속산화물 그래핀 나노북합체 소재는 슈퍼커패시터에 응용될 때 200F/g 이상의 비 전기용량을 나타낸다.

○ 한국은 자동차 신흥 발전국으로서 보조 전기에너지 저장장치 및 전기자동차의 주된 전기에너지 동력원으로서 초고성능의 슈퍼커패시터의 수요가 급증될 것으로 전망된다. 이제까지 국내에서 연구개발이나 특허출원 된바 없는 메조다공성 금속산화물 나노복합체 소재의 디자인된 메커니즘에 따라서 최적화 소재의 연구개발 응용제작은 전기자동차 산업을 선도할 수 있는 동력원으로 필수 불가결하다.

○ 그 외에 이 특수에너지 저장메커니즘의 복합체 소재를 활용한 배터리, 고효율의 전기이중층 커패시터, 양성자교환 막 연료전지 등 도약된 전기에너지 저장밀도의 비 전기용량은 가전 전기용품, 전자제품, 특수 군수품, 통신장비 등 광범위하게 효율적으로 사용될 것으로 기대된다.

저자

BATTELLE MEMORIAL INSTITUTE

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2010

권(호)

WO20100030361

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~36

분석자

여*현

분석물

• 메조다공성 금속산화물 그래핀 나노복합체 소재.pdf [456,532 byte]

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