플렉시블한 Cu Paper를 기반으로 한 RuO2(Ruthenium oxide) 수퍼캐패시터 성능 연구|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

Supercapacitor (수퍼캐패시터)는 전기화학 방법을 사용한 에너지 저장소자로서 연료전지 및 에너지를 대체할 수 있는 소자로 현재 연구가 많이 진행되고 있다. 수퍼캐패시터는 전극을 이루는 물질과 작동 메커니즘에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 이들은 탄소물질을 이용한 전극 및 전해질과 전극 표면에서 반응이 일어나는 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)와 금속산화물 또는 전도성 고분자를 사용한 전극으로써 전해질과 전극에서 산화환원 반응이 일어나는 유사캐패시터(Pseudo-capacitor)이다.
본 논문에서는 전극으로 금속산화물 물질인 루티늄옥사이드(Ruthenium oxide)를 3전극 시스템을 사용하여 얇고 휘어지는 Cu foil 그리고 그라핀(graphene)을 올린 Cu foil 기판 위에 증착하였다. 표면 구조 및 성분은 SEM(Scanning electron microscope) 와 XRD(X-ray diffraction)로 확인하였으며 성장된 두 가지 전극을 이용하여 일반적인 상태, 200번 50도로 구부린 후 원래의 상태로 되돌린 상태, 그리고 휘어진 서로 다른 상태에서 순환전류전압법(Cyclic Voltammetry), 충방전법(Charge-Discharge), 안정성, 임피던스 등 전기화학적 특성을 CV (전기용량-전압) 방법으로 측정하였다.
초기 상태에서 RuO2/Cu 기판을 측정한 전기용량 값은 1891 F/g을 나타냈고 RuO2/graphene/Cu substrates에서는 1494 F/g를 얻었다. 휘어진 상태에서(Bending state) 측정한 결과 각각, 1561 F/g 와 1560 F/g를 가졌다. 또한 오랫동안 실험을 진행하며 retention을 확인하였을때 그라핀을 포함한 전극이 휘어진 상태에서 더 좋은 결과값을 가졌다. 결과적으로 graphene을 이용한 전극은 초기 상태에서 큰 저항을 가졌지만 휘어진 상태에서는 안전성이 초기 상태보다 우수한 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.

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Supercapacitor (수퍼캐패시터)는 전기화학 방법을 사용한 에너지 저장소자로서 연료전지 및 에너지를 대체할 수 있는 소자로 현재 연구가 많이 진행되고 있다. 수퍼캐패시터는 전극을 이루는 ...

목차 (Table of Contents)

Chapter Ⅰ. Introduction 7
1.1. Supercapacitor 7
1.2. Pseudocapacitor 10
1.3. Graphene properties 14
Chapter Ⅱ. Experimental 17

Chapter Ⅰ. Introduction 7
1.1. Supercapacitor 7
1.2. Pseudocapacitor 10
1.3. Graphene properties 14
Chapter Ⅱ. Experimental 17
2.1Electrodeposition 17
2.2. Measurement 20
2.2.1 SEM 20
2.2.2 XRD 22
2.2.3 Cycle Voltammetry 25
Chapter Ⅲ. Results and Discussion 29
3.1. SEM 29
3.2. XRD 31
3.3. Supercapcitor properties 33
Chapter Ⅳ. Conclusions 48
References 50

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