N, TiO2 Co-doped Activated Carbon for Lithium-Sulfur Battery Cathode Application Obtained from Cigarette Butts :담배꽁초를 재활용해 얻은 질소와 티타니아가 이중 도핑된 활성탄의 리튬 황 전지 양극으로의 적용

이하영

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이하영 (인하대학교, 인하대학교 대학원)

지도교수: 권용구

발행연도: 2022

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2022

N, TiO2 Co-doped Activated Carbon for Lithium-Sulfur Battery Cathode Application Obtained from Cigarette Butts

이하영 고분자환경융합공학 2022.01 학위논문

2021

Preparation of Porous Carbon from Cigarette Filter Waste for Lithium Sulfur Battery Applications

이하영 , 권용구 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2021.10 학술대회자료

2020

Synthesis and Characterization of Activated N-doped Carbon Aerogel for Lithium Sulfur Battery

이하영 , 권용구 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2020.10 학술대회자료

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지속 가능한 생산과 소비가 전세계적으로 중요해짐에 따라 환경 친화성을 고려한 이차전지 연구가 활발히 행해지고 있다. 대표적인 연구가 폐플라스틱과 같은 폐기물을 porous carbon으로 만들어 Lithium-sulfur battery(LSB)의 cathode material로 적용하는 것이다. LSB는 높은 이론 용량과 에너지 밀도를 가지고 있으며 cathode material인 sulfur의 저렴한 가격으로 가장 기대되는 이차 전지다. 그러나 충,방전 과정이 반복됨에 따라 생성되는 lithium polysulfide에 의한 shuttle effect로 양극의 부피 팽창과 수축을 유발해 내부에 스트레스를 가하며 전기 전도도를 떨어뜨려 용량 감소를 유발한다. 따라서 높은 전기 전도도를 가지면서 lithium polysulfide를 구조적으로 가둘 수 있는 porous carbon을 cathode material로 사용해 LSB의 한계점을 개선하는 연구가 진행되고 있다. 이 연구에서는 버려진 담배꽁초를 재활용해 recycled-activated carbon(r-AC)로 사용함으로써 환경 친화적으로 LSB의 cathode material로 사용했다. r-AC는 micropore와 mesopore를 가지며 sulfur를 충분히 담지할 수 있는 space을 가진다. 뿐만 아니라 carbon과 sulfur의 화학적 결합을 통해 불필요한 lithium polysulfide의 용출을 방지할 수 있다. 동시에 lithium polysulfide를 화학적으로 흡착할 수 있는 이종 원소 질소(N)와 전이 금속(TiO2)를 도핑하여 화학적으로 lithium polysulfide의 용출을 방지했다.

#Lithium sulfur battery cathode #Porous carbon #Recycling #Shuttle effect

Chapter 1. Introduction 1
Chapter 2. Preparation of N, TiO2 Co-doped activated carbon 6
2.1. Experimental section 7
2.1.1. Materials 7
2.1.2. Characterization 7
2.1.3. Electrochemical measurement 8
2.1.4. Preparation of cigarette butts for activated carbon (r-ACs) 8
2.1.5. Sulfur impregnation with r-ACs 9
2.1.6. Preparation LSB cathode with r-AC/S 9
2.2. Results and Discussion 10
2.2.1. Characterization of r-ACs and r-AC/S 10
2.2.2. Electrochemical properties of r-AC/S 29
Chapter 3. Conclusion 32
Chapter 4. Reference 35

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	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

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