나노기공성 전극을 이용한 슈퍼 커패시터의 제조법

전문가 제언

○ EDLC의 전극과 전해액의 계면에 축전되는 전하의 수는 전극과 전해액의 표면적에 크게 의존하므로 일반적으로 나노기공성 탄소재료를 사용한다. 그러나 수계 전해액인 경우 폭 0.5㎚ 이하의 기공은 기공이 너무 작아 전해질의 이동이 어려워 효과적인 이중층 형성이 어렵고 2~4㎚ 범위의 메조기공이 포함된 다공성이 유리한 것으로 알려졌다.

○ EDLC의 활성탄 전극의 다공성 구조는 0.5~1㎚ 범위의 미세기공과 2~4㎚ 범위의 메조기공이 적절하게 분포되어 형성되는 것이 우수한 전기화학적 특성을 구현하는 데 매우 핵심기술의 내용으로 간주되어 왔다. 본 발명에서 폐 커피가루 및 사탕수수 찌꺼기와 같은 폐자원을 활용하여 기존의 상용제품인 활성탄의 나노 기공성 특성을 달성한 점이 크게 주목된다.

○ 특히 본 발명에서는 수계 전해액을 적용하여 1.2V의 셀 전압에서 20 Wh/㎏을 초과하는 에너지 밀도를 달성하였으며 이 정도의 에너지 밀도는 납축전지 또는 니켈?카드뮴전지와 비슷하지만 폐 커피가루 활성탄을 적용한 슈퍼 커패시터는 6,000W/㎏의 전력밀도에서 에너지 밀도 10Wh/㎏ 이상을 제공한 점이 의미가 크다.

○ 2009년 미 로스알라모스 국립연구소(Los Alamos Nation Laboratory)는 활성탄에 전도성 고분자를 코팅하여 전해질의 저항을 낮추고 유기물과 무기물이 결합된 형태의 ESC(Electrochemical Super Capacitor)를 개발하여 에너지 밀도 39Wh/㎏, 출력밀도 35kW/㎏의 시제품을 발표하는 등 선진국에서 슈퍼 커패시터 부문의 개발은 매우 활발하게 진행되고 있다.

○ 앞으로 국내 슈퍼 커패시터 시장도 점차적으로 성능향상과 함께 응용분야의 확대가 이루어지면 현재의 전자기기의 백업전원용 시장을 탈피하여 리튬이차전지 시장과 함께 에너지저장 부문의 새로운 산업영역으로 성장할 것으로 예측된다.

저자

THE UNIVERSITY OF QUEENSLAND

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2010

권(호)

WO20100020007

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~39

분석자

나*록

분석물

• 나노기공성 전극을 이용한 슈퍼 커패시터의 제조법.pdf [397,132 byte]

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