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전기화학적 에너지 저장의 불균일 나노구조 전극

전문가 제언: ○ 높은 전력수요에서 높은 에너지밀도와 같은 전기화학적 에너지 저장의 미래요구가 높다. 불균일 나노구조 재료는 현재 다양한 수요의 높은 에너지밀도, 높은 전도도 및 우수한 기계적 안정성을 해결하기 위해 각각 맞춤된 통합 다중 나노부품에서 동반상승 효과적 속성을 보여주었다. 이러한 성질 때문에 유망한 전극재료로 연구된다.

○ 이 문헌에서는 영차원 코어-쉘 나노입자, 일차원 동축 나노와이어, 이차원 나노와이어 그래핀 기반 복합물, 삼차원 다공성 탄소기반 복합물 및 더 복잡한 계층적 3차원 나노구조 네트워크를 검토하였다. 정렬된 배열의 고유의 장점 때문에 일차원 불균일 나노재료에 더 집중하였다.

○ 다양한 종류의 구조예가 나열되었고 그 장단점이 비교되었으며, 미래 전기화학적 에너지 저장장치로 이상적인 3차원 불균일 나노구조 전극을 개발하는 쪽으로 목적을 설정하였다.

○ 부산대학교 박수진 등은 1차원 다공성 양극 주석산화물 만으로 구성된 전극을 제조하였고 리튬 이차전지용 음극으로서의 전기화학적 특성을 조사하였다. 그 결과는 아래와 같이 요약된다.

○ (1) 펄스 양극산화 후 연속 양극산화를 적용함으로써, 잘 발달된 다공성 나노 채널구조를 가지는 주석 산화물을 형성했다. (2) 주석 산화물시편 위에 구리 집전체를 형성시킨 후, 구리/주석 산화물을 기계적으로 탈리시켜 다공성 주석 산화물 박막전극을 제조했다. 3) 다공성 주석 산화물 박막전극은 리튬 이차 전지용 음극으로서 리튬과 가역적으로 반응하였다.

○ 특히, 수명안정성에 있어서는 양극 주석 산화물 분말에 비해 월등히 우수한 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 박막전극 제조기법은, 다공성양극 주석 산화물의 특성을 연구하기 위한 전극 제작기법으로 활용될 수 있으며, 이차 전지용 전극재료 이외의 기능성 전기화학 소자용 전극 개발에도 광범위하게 활용될 수 있다.

저자: Ran Liu et al,
자료유형: 학술정보