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우주 추진체의 열방호 기술
초고용량 커패시터용 탄소나노튜브/탄소섬유 하이브리드 전극제조 및 특성 연구

연구 개요

초고용량 슈퍼캐패시터 전극재료에 관한 연구는 1980년대 초부터 일본에서 활성탄소를 이용한 초고용량 커패시터가 상용화되어 현 단계에서는 실질적인 기술적 한계에 접근하고 있다. 본 연구는 환경 친화적이고 저비용의 천연고분자를 전기방사하여 초극세사 섬유 펠트를 제조하고 이를 산화 안정화 시키고 탄화공정의 조건제어에 의해 메조포어 영역의 기공을 가지는 탄소나노튜브가 강화된 다공성 탄소섬유를 제조하는 것이다. 종래의 PAN계 및 Pitch계 고분자를 이용하여 전기방사하고 이를 안정화, 탄소화, 활성화시킨 활성탄소섬유는 비표면적이 상당히 크기는 하지만 전해질이 침투하기 어려운 마이크로포어(<1nm)를 대량으로 포함하고 있다. 따라서, 축전용량이 큰 전극 재료로 사용하기 위해서는 탄소섬유에 전해질의 침투가 용이한 포어구조인 메조포어(3~5nm)를 다량으로 함유하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 메조포어 영역의 기공을 가지는 탄소나노튜브가 강화된 다공성 탄소섬유를 제조하고 있으며, 이를 통해 초고용량 슈퍼캐패시터, 연료전지 전극 및 이차전지 음극소재 등의 전기화학용 전극재료로의 응용이 가능할 것으로 판단하고 있다.


Fig.1 메조포어 탄소나노튜브/카본 섬유


Fig.2 응용사례



Last CGI Updated: January 26, 2011
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