할로겐 레독스를 이용한 새로운 전기화학 커패시터

전문가 제언

○ 전기화학 커패시터는 리튬이온 2차 전지와 비교하여 장수명, 고출력의 뛰어난 특징을 가지고 있다. 전기자동차나 자연에너지 저장용 등의 전기 저장장치의 시장 확대에 따라 전기화학 커패시터에 대한 특성 요구가 증대되고 있으며 특히 종래보다 높은 에너지밀도가 요구되고 있다.

 

○ 전기화학 커패시터의 에너지 저장 메커니즘은 전극/전기분해액 계면에 형성되는 전기이중층에 전하를 축적시키는 메커니즘과 적어도 1개의 전극이 금속산화물 등으로 되어 이 전극 자체의 산화환원반응을 이용해 전하를 축적시키는 메커니즘으로 구분된다. 전자로는 전기이중층 커패시터가 있고 후자로는 의커패시터(pseudo capacitor)와 Redox커패시터가 있다.

 

○ 본고는 전기화학 커패시터의 특징인 고출력, 장수명을 유지하면서 리튬이온 배터리와 동일한 수준의 에너지밀도를 겸비한 커패시터 구축을 위해 전극의 Redox반응이 아니고 전기분해액 중의 이온의 Redox반응을 이용한 커패시터에 대한 연구결과를 보고한 것이다. 전기분해액 중의 브롬이온의 Redox반응이 커패시터 용량 발현에 관여하는 메커니즘을 기초로 전기분해액 중에서 이온의 Redox반응을 활용한 전기화학 커패시터를 개발한 것이다. Redox종으로 할로겐을 사용하여 반응종의 확산을 억제하여 종래의 커패시터 용량을 능가하는 결과를 얻은 것으로 보고하고 있다.

 

○ 리튬이온전지와 함께 차세대 에너지 저장장치로 주목받는 전기화학 커패시터는 국내대학과 기업체 등에서 활발하게 연구, 실용화되고 있으며 최근에는 성균관대 연구진이 그래핀플레이크를 수직으로 세워 충·방전 속도가 1000배 이상 빠르고 저장용량도 증가된 고성능 커패시터를 개발하고 이 연구 성과가 ‘ACS 나노' 잡지에 게재되기도 하였다. 본고의 기술은 일본에서 특허로 등록된 새로운 커패시터 제조기술로서 커패시터 성능 향상에 좋은 참조자료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

저자

Shigeaki Yamazaki, Masashi Ishikawa

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

2013(256)

잡지명

炭素(Tanso)

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

15~21

분석자

이*옹

분석물

• 할로겐 레독스를 이용한 새로운 전기화학 커패시터.pdf [325,317 byte]

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