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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정영규
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2018
Fabrication and Electrochemical Characterization of Asymmetric Supercapacitors Based on Polyimide, Poly(vinyl pyrrolidone) and Manganese Dioxide
한남구
,
정영규
한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집
2018.10
학술대회자료
Electrochemical Property of Hybrid Carbon Nanofibers Fabricated from Polyimide Precursor and Manganese Dioxide Precursor via Co-electrospinning, Calcination and Carbonization
한남구
,
정영규
한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집
2018.04
학술대회자료
2017
Self-standing Supercapacitor Electrode Applications of Hybrid Carbon Nanofibers Based on Polyimide, Poly(vinyl pyrrolidone) and Manganese Dioxide
한남구
,
정영규
한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집
2017.10
학술대회자료
Microstructures and Electrochemical Performance of Polyimide-derived Carbon Nanofibers as Free-standing Supercapacitor Electrodes
한남구
,
정영규
한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집
2017.04
학술대회자료
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전기 화학적 축전기 또는 울트라 커패시터로도 알려져 있는 슈퍼커패시터는 배터리보다 높은 전력 밀도와 긴 수명 등의 장점을 가지고 있다. 따라서 휴대용 전자 장치, 전기 자동차 등 다양한 분야에 사용 가능한 차세대 에너지 저장장치로 간주된다.
본 연구에서는 슬러리 코팅에 의해 유연성이 없고 공정 비용이 발생하는 기존 슈퍼커패시터 전극의 한계를 극복하기 위해, 총 세가지의 방향족 폴리이미드와 전이금속산화물 기반 탄소나노섬유의 슈퍼커패시터 전극소재로서 성능평가를 진행하였다. 구조적인 특성을 분석하여 탄화 온도에 따른 섬유의 직경 비교 및 섬유 표면의 다공성 구조를 확인하였다. 특히, 전이금속산화물인 이산화망간을 섬유 표면에 코팅하여 코어 셀 구조가 형성되었고, 공동 전기방사를 통해 제조된 탄소 기반 섬유와 사산화삼망간 기반 섬유가 혼재하는 것을 확인하였다. 전기화학적 분석을 진행하여 안정적인 순환전압 전류곡선을 나타낸 것을 분석하였고, 대칭적이며 긴 방전 시간을 가지는 것을 관찰하였다. 특히, 이산화망간과 사산화삼망간 등 전이금속산화물에 의해 비정전용량이 증가하는 효과를 확인하였다. 나아가 비대칭적 전고체 슈퍼커패시터를 조립한 후, 셀 작동 전압 범위를 증가시켜 에너지 밀도를 향상시킴과 동시에 유연성과 우수한 장치 안전성을 확보하였다.
본 연구에서는 슬러리 코팅에 의해 유연성이 없고 공정 비용이 발생하는 기존 슈퍼커패시터 전극의 한계를 극복하기 위해, 총 세가지의 방향족 폴리이미드와 전이금속산화물 기반 탄소나노섬유의 슈퍼커패시터 전극소재로서 성능평가를 진행하였다. 구조적인 특성을 분석하여 탄화 온도에 따른 섬유의 직경 비교 및 섬유 표면의 다공성 구조를 확인하였다. 특히, 전이금속산화물인 이산화망간을 섬유 표면에 코팅하여 코어 셀 구조가 형성되었고, 공동 전기방사를 통해 제조된 탄소 기반 섬유와 사산화삼망간 기반 섬유가 혼재하는 것을 확인하였다. 전기화학적 분석을 진행하여 안정적인 순환전압 전류곡선을 나타낸 것을 분석하였고, 대칭적이며 긴 방전 시간을 가지는 것을 관찰하였다. 특히, 이산화망간과 사산화삼망간 등 전이금속산화물에 의해 비정전용량이 증가하는 효과를 확인하였다. 나아가 비대칭적 전고체 슈퍼커패시터를 조립한 후, 셀 작동 전압 범위를 증가시켜 에너지 밀도를 향상시킴과 동시에 유연성과 우수한 장치 안전성을 확보하였다.
목차
CHAPTER 1INTRODUCTION1.1. Supercapacitor1.2. Carbon materials for supercapacitors1.3. Transition metal oxide1.4. Electrospinning1.5. All-solid-state supercapacitor1.6. Objectives of the researchCHAPTER 2EXPERIMENTAL2.1. Materials2.2. Synthesis of Poly(amic acid)2.3. Preparation of PAA/PVP solution2.4. Preparation of MnAc/PVP solution2.5. Preparation of PI-derived carbon nanofibers2.6. Preparation of PI/PVP-derived carbon nanofibers2.7. Preparation of PAA and MnAc/PVP carbon nanofibers2.8. Preparation of carbon nanofibers/MnO2 composite2.9. CharacterizationCHAPTER 3RESULTS AND DISCCUSION3.1. Polyimide-derived carbon nanofibers3.1.1. Structural and morphological characterization3.1.2. Electrical and electrochemical properties of PAA- and PI- CNFs3.2. Hybrid carbon nanofibers based on PI, PVP and MnO23.2.1. Structural and morphological characterization3.2.2. Electrical and electrochemical properties of PI/PVP-MnO2 CNFs3.3. Hybrid carbon nanofibers based on PAA and MnAc.3.3.1. Structural and morphological characterization3.3.2. Electrical and electrochemical properties of PAA-MnAc CNFs3.4. All-solid-state supercapacitorCHAPTER 4CONCLUSIONSREFERENCE
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