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역 유화중합에 의한 탄소 에어로겔 합성

전문가 제언: ○ 슈퍼캐패시터는 급속 충?방전이 가능하고 높은 효율 및 반영구적 사이클 특성으로 인해 보조동력원으로 사용될 수 있는 차세대 에너지 저장장치로서 각광을 받고 있다. 특히, 전기 이중층 캐패시터의 전극물질은 활성탄, 카본블랙, 탄소나노튜브 및 탄소 에어로겔 등 탄소계 소재로 이루어져 있으며, 이들 중 탄소 에어로겔은 표면적이 넓고 고다공성 나노구조이며 전기화학적 특성이 우수하다.

○ 또한 탄소 에어로겔은 다양한 제조 파라메타 조절로 기공, 입자 크기 및 표면적 등 물리적 특성을 제어할 수 있어 슈퍼커패시터, EDLC 및 이차전지 등의 이상적 전극소재로 알려져 있어 1995년 이후 일본, 미국 등이 경쟁적으로 연구개발 및 상품화를 추진해 오고 있다.

○ 그러나 국내에서는 극소수 기업체 및 연구소에서 슈퍼커패시터 개발에 관심을 갖고 초기 투자하고 있으며, 대부분의 기업은 수년전 일본에서 도입한 범용 커패시터 제조 및 판매하고 있는 실정이다. 다행히도 지난해 삼화콘덴서는 서울대 화학공정연구소와 공동으로 탄소 에어로겔 기반 고출력 탄소나노 슈퍼커패시터를 개발 발표하는 등 산학연 중심으로 슈퍼커패시터용 소재개발 연구가 활발히 추진되고 있다.

○ 본 자료는 RF-에어로겔 합성 시 교반속도 및 hexamethylene에 대한 계면활성제의 부피비(Vs/Vh) 조건이 CA 미소구체의 물리화학적 및 전기화학적 특성 변화에 미치는 영향 조사 결과 및 공정설계 참고자료이다. 향후 촉매반응/용매치환 등에 의한 저비용 상압건조 신 공정 개발, RF-에어로겔의 열분해에 의한 CA 제조공정의 최적화, CA 에어로겔의 후처리 공정개발, 합성조건과 CA 미세구조 및 전기화학적 특성과의 상관관계 규명에 따른 정전용량/비축전용량 값의 최적화 등 상용화를 위한 많은 연구가 추진 확립될 것으로 기대된다.

○ 또한 에어로겔은 개발 성공 시 파급효과가 매우 크나 상용화를 위해서는 지속적 연구개발이 필요하며, 특히, 국외의 예에서 보듯이 정부 주도의 연구개발이 절실히 요구되는 과제이다.

저자: Xingyan Wang, et al
자료유형: 학술정보