그래핀 수퍼 커패시터

전문가 제언

○ 그래핀(graphene)은 비표면적이 크고, 고강도, 고전도성, 투명성, 고열도성 등이 매우 우수한 특성을 가지고 있다. 또한 평면적 성질들로 해서 층이 있는 재료들과 통합하여 복합적 구조를 만들 수 있다. 최근에 그래핀 소재를 리튬이온 전지의 음극재 또는 수퍼 커패시터의 전극재료로 사용하기 위해 전기화학적 특성에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.

○ 그래핀 제조는 그래파이트에서 화학적으로 박리시키는 3종류의 방법이 이용되고 있다. 커패시터의 중요한 재료가 전극이며, 용량은 전극의 표면적에 비례한다. 따라서 그래핀을 커패시터의 전극으로 이용하면, 커패시터 용량에 상당하는 밀도를 증대시킬 수 가 있다. 이러한 그래핀을 양산할 수 있는 프로세스로 커패시터용 그래핀을 제조하는 것이 과제이다. 이 문헌은 커패시터 전극용 그래핀 제조에 대해 설명하고 있다.

○ 그래핀과 카본 나노튜브의 혼합으로 복합구조가 형성되도록 한다. 이 경우 카본 나노튜브를 스페이스로 하는 그래핀 적층구조를 이용한다. 그래핀 표면에 카본 나노튜브가 π-π결합에 의해 부착하여, 이것이 스페이서가 되며 그래핀에 카본 나노튜브가 샌드위치 되는 적층구조가 형성된다. 커패시터 전극에 이용하는 그래핀은 전해액 이온이 많이 흡착되도록 그라핀에 형성된 나노기공을 이용하는 것이 효과적이다.

○ 세계적으로 그래핀에 대한 연구는 순수 물질의 성장에 관한 연구로부터 응용 연구로 성숙 단계에 들어가고 있다. 국내에서도 “다기능성 그래핀 소재와 부품“ 개발 과제를 2012년 3월 지식경제부의 지식경제 R&D전략 기획단이 선정하였다.

○ 국내의 그래핀 연구에는 금오공대, 성균관대, 서울대, 포항공대 등 여러 대학이 연구를 수행하고 있다. 특히 울산과학기술대학은 저차원 탄소 혁신연구센터를 착공하였으며, 포스텍 김무환교수 연구팀은 전극에 유용한 스펀지 모양의 3차원 그래핀 제조에 성공하였다. 향후 그래핀에 대한 연구가 활성화 되어, 한국에서도 처음 탄생하는 신물질이 나오기를 기대한다.

저자

Jie Tang

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

25(11)

잡지명

マテリアル インテグレ-ション

과학기술
표준분류

재료

페이지

46~50

분석자

김*환

분석물

• 그래핀 수퍼 커패시터.pdf [315,499 byte]

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