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미국 아칸소 대학(University of Arkansas at Little Rock)의 연구진은 슈퍼커패시터용 박막 전극 재료를 제조할 수 있는 새롭고 저렴한 방법을 개발했다. 슈퍼커패시터는 저렴한 비용으로 높은 전력을 생산할 수 있는 장치이다. 슈퍼커패시터는 충전식 에너지 저장장치로 기존의 배터리보다 높은 전력 밀도를 가지면서 빠르게 충전할 수 있다. 또한 수백~수천 회의 충전 주기 동안에 원래의 저장 용량을 유지할 수 있는 장점을 가지고 있다. 슈퍼커패시터는 전기자동차의 회생 제동 장치(regenerative braking system), 무선 통신, 고성능 레이저 등의 다양한 분야에 사용된다. 이번 연구진은 고성능 슈퍼커패시터용 박막 전극을 1 시간 이내에 저렴한 합성 비용으로 제조할 수 있는 간단한 기술을 개발했다. 이 박막 전극은 유리질 탄소 작용 전극(working electrode) 표면 위에 전기화학적으로 증착된 Co(III) 복합체와 폴리피롤(polypyrrole, PPy) 복합체 박막으로 구성되어 있다. 순환전압전류법(Cyclic voltammetry)으로 조사했을 때, 알칼리 및 유기 용액에 비해 산성 전해질의 전하 저장 측면에서 CoN4-PPy가 우수한 성능을 가졌다는 것이 증명되었다. 또한 CoN4-PPy 물질은 Co 염과 Co-PPy, PPy 단독일 경우에 비해서 매우 높은 비 전기용량(721.9 F/g)을 가졌다. 이 연구는 슈퍼커패시터에 사용하기 위해서 코발트 금속 복합체와 전도성 고분자로 구성된 박막을 설계하는 혁신적이고 간단한 방법을 제시하고 있다. 이 소재는 다른 경쟁 기술에 비해서 비용이 적게 들기 때문에 다양한 분야에 매우 유용하게 적용될 수 있다. 저가의 박막 전극 물질을 제조할 수 있는 이 방법은 높은 전력 밀도와 낮은 제조 단가를 가진 슈퍼커패시터를 제조할 수 있는 실현 가능한 방법을 제공하고 있다. |
