• 전기화학회지
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• 제10권3호
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• pp.169-174
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• 2007

화학적 중합방법을 이용하여 HWNT/DAAQ를 합성하여 전기화학적 캐패시터용 전극 소재로서 전기화학적 특성을 연구하였다. XRD pattern 결과에서 MWNT/DAAQ의 표면에 DAAQ가 oligomer 상태로 존재하는 것을 확인 하였으며, SEM image를 통해 표면을 관찰하였고, TCA를 통해 열적안정성을 확인하였다. 활성탄과 MWNT/DAAQ에 기초한 전극의 용량은 1M의 $H_2SO_4$ 전해질 상에서 97F/g의 비방전용량을 확인되었으며, 또한 HWNT/DAAQ 복합 전극은 우수한 전기화학적 거동을 보이는 것을 관찰하였다.

• 한국재료학회지
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• 제29권12호
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• pp.774-780
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• 2019

The performance of Li-ion hybrid supercapacitors (asymmetric-type) depends on many factors such as the capacity ratio, material properties, cell designs and operating conditions. Among these, in consideration of balanced electrochemical reactions, the capacity ratio of the negative (anode) to positive (cathode) electrode is one of the most important factors to design the Li-ion hybrid supercapacitors for high energy storing performance. We assemble Li-ion hybrid supercapacitors using activated carbon (AC) as anode material, lithium manganese oxide as cathode material, and organic electrolyte (1 mol L^-1 LiPF₆ in acetonitrile). At this point, the thickness of the anode electrode is controlled at 160, 200, and 240 ㎛. Also, thickness of cathode electrode is fixed at 60 ㎛. Then, the effect of negative and positive electrode ratio on the electrochemical performance of AC/LiMn₂O₄ Li-ion hybrid supercapacitors is investigated, especially in the terms of capacity and cyclability at high current density. In this study, we demonstrate the relationship of capacity ratio between anode and cathode electrode, and the excellent electrochemical performance of AC/LiMn₂O₄ Li-ion hybrid supercapacitors. The remarkable capability of these materials proves that manipulation of the capacity ratio is a promising technology for high-performance Li-ion hybrid supercapacitors.

• 전기화학회지
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• 제4권3호
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• pp.109-112
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• 2001

활성화된 탄소반죽전극 표면을 N피드록시숙신이미드(NHS)층으로 수식한 후, 이 전극을 이용하여 square-wave voltammetry방법으로 과량의 아스코빅산 존재 하에서 도파민을 측정하였다. 수식된 전극의 특성은 도파민과 아스코빅산 혼합용액에서 순한전압전류법을 이용하여 조사하였다. 도파민과 아스코빅산의 산화 피크의 분리는 시료용액의 pH에 큰 영향을 받았으며, pH 4.0에서 최대의 피크분리(172mv)를 보였다. 따라서 도파민을 정량하기 위한 square-wave voltammeoy는 140 mM NaCl을 포함하는 100 mM phosphate buffered saline (PBS)의 pH 4.0 조건에서 수행하였다. NHS로 수식된 전극은 0.2mM 아스코빅 산의 존재 하에서 도파민의 농도 $5.0\times10^{-2}$까지 검출한계와 감응기울기 $6.1{\mu}A/{\mu}M$의 감도를 나타내었다. 반면 수식되지 않은 전극은 $1.0{\mu}M$의 검출한계와 $0.93{\mu}A/{\mu}M$ 기울기를 나타내어 표면에 수식된 N-히드록시숙신이미드가 도파민의 감응을 촉진함을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권5호
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• pp.550-555
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• 2013

6M KOH 수계 전해액에 potassium poly(acrylate) (PAAK)를 3 wt% 포함시켜 제조한 하이드로겔을 poly(acrylonitrile)부직포 분리막에 코팅하고, 이를 활성탄 수퍼커패시터의 분리막 및 전해질로 사용하여 수퍼커패시터의 고율특성 향상을 시도하였다. 이 분리막 및 전해질은전자현미경 관찰 결과 PAAK 하이드로겔이 부직포의 표면기공에 균일하게 코팅되어 있으며, 24일 동안 하이드로겔의 합습도가 230% 이상으로 균일하게 유지되었고, 6 M KOH 전해액을 사용한 경우($3.6{\times}10^{-2}Scm^{-1}$)보다 약간 낮은 $2.9{\times}10^{-2}Scm^{-1}$의 이온전도도를 나타내었다. 활성탄을 활물질로 사용한 대칭형 수퍼커패시터에 이 분리막 및 전해질을 채택한 경우 사이클릭볼타메트리 시험에서 $1000mVs^{-1}$의 고속스캔 조건에서도 $27Fg^{-1}$ 이상의 높은 비축전용량과 1000 사이클 경과후에도 97% 이상의 유지율을 나타내는데, 이는 부직포 상에 코팅된 PAAK 하이드로겔 전해질이 활성탄 전극과 부직포 분리막 사이에서 강력한 계면밀착을 유지할 수 있기 때문이다.

• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.426-433
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• 2023

바이오 폐기물의 활용도를 높이기 위해 오일 추출 및 KOH 활성화를 통해 제조된 커피 찌꺼기 기반 활성탄소를 이용하여 슈퍼커패시터 성능을 고찰하였다. 커피 찌꺼기에 오일 추출은 노말헥산 및 아이소프로필 알코올 용매를 사용한 용매 추출로 수행되었다. 오일 추출 후 KOH 활성화를 통해 제조된 AC_CG-Hexane/IPA는 오일 추출 없이 KOH 활성화로만 제조된 AC_CG보다 비표면적은 최대 16% 및 평균 기공 크기는 최대 2.54 nm로 증가되었다. 또한, 커피 찌꺼기의 오일 추출함에 따라 제조된 활성탄소의 pyrrolic/pyridinic N 작용기는 증가되었다. 순환전압전류법 측정 실험으로부터, 10 mV/s의 전압 주사 속도에서 AC_CG-Hexane/IPA의 비정전용량은 133 F/g으로, AC_CG (100 F/g)의 비정전용량에 비해 33% 향상된 값을 나타냈다. 그 결과 커피 찌꺼기의 오일 추출을 통한 성분 제거를 통하여 활성탄소의 메조기공의 크기 및 비표면적의 부피 향상과 pyrrolic/pyridinic N 작용기가 전기화학적 활성으로 전기전도도를 증가로 인한 시너지 효과로 향상된 전기화학적 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 바이오 폐기물인 커피 찌꺼기의 재활용 방법 및 적용에 대해 제시하였으며, 고성능 슈퍼커패시터의 전극 재료로 활용할 수 있는 효율적인 방법 중 하나라고 판단된다.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.756-760
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• 2012

본 연구에서는 콜타르 피치를 출발물질로 하여 KOH로 활성화시킨 슈퍼커패시터용 전극소재를 제작하였다. 콜타르 피치와 KOH의 활성화 비율을 1:4로 설정한 후 활성화 온도를 $600{\sim}900^{\circ}C$까지 $100^{\circ}C$ 단위로 4종류의 활성탄소를 제조한 후 피치계 활성탄소의 전기화학적 성능에 대한 KOH 활성화 온도의 영향에 관하여 고찰하였다. 또한 활성탄소의 형태학적 특성 변화를 흡착등온선과 FE-SEM을 통하여 분석하였다. 실험결과, 활성탄소의 커패시턴스는 전극 내 내부저항의 감소에 따라 증가하였는데, 이는 활성화 온도가 증가함에 따라 활성탄소 내 미세기공이 발달했기 때문이라 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제50권4호
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• pp.219-236
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• 2022

Wood-based nanocomposite electrode materials were synthesized for application in supercapacitors by mixing nanostructured hematite (Fe₂O₃) with highly porous activated carbon (AC) produced from the wood-waste of Pinus roxburghii. The AC was characterized using various instrumental techniques and the results showed admirable electrochemical properties, such as high surface area and reasonable porosity. Firstly, AC was tested as an electrode material for supercapacitors and it showed a specific capacitance of 59.02 Fg^-1 at a current density of 1 Ag^-1, cycle life of 84.2% after 1,000 cycles (at a current density of 3 Ag^-1), and energy density of 5.1 Wh/kg at a power density of 135 Wkg^-1. However, when the AC was composited with different ratios of Fe₂O₃ (1:1, 2:1, and 1:2), there was an overall improvement in its electrochemical performance. Among the 3 ratios, 2:1 (AC:Fe₂O₃) had the best specific capacitance of 102.42 Fg^-1 at 1 Ag^-1, cycle life of 94.4% capacitance after 1,000 cycles (at a current density of 3 Ag^-1), and energy density of 8.34 Wh/kg at a power density of 395.15 Wkg^-1 in 6 M KOH electrolyte in a 3-electrode experimental setup with a high working voltage of 1.55 V. Furthermore, when Fe₂O₃ was doubled, 1:2 (AC:Fe₂O₃), the electrochemical capacitive performance of the electrode twisted and deteriorated due to either the accumulation of Fe₂O₃ particles within the composite or higher bulk resistance value of pure Fe₂O₃.

• 전기화학회지
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• 제5권3호
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• pp.117-124
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• 2002

PAN(polyacrylonitrile)을 DMF(dimethylformamide) 용매에 용해하여 정전방사법에 의해 평균 직경 400 nm의 나노섬유 웹을 제조하였다. 제조된 나노섬유 웹은 산화 안정화, 활성화 공정을 거쳐 활성화 탄소 나노섬유를 제조하여, 전기화학적 특성과 비축전 용량을 측73하였다. 활성화 탄소 나노섬유의 비표면적은 $1230m^2/g-800m^2/g$으로 일반 활성탄소 섬유의 거동과는 다르게 활성화 온도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈으며, 활성화 에너지 값은 29.2kJ/mol로 활성화 온도에 크게 영향을 받지 않고, 급격한 반응이 일어남을 알 수 있었다. 비축전 용량은 활성화 온도가 $700^{\circ}C,\;750^{\circ}C,\;800^{\circ}C$의 경우 27 F/g, 25 F/g, 22 F/g으로 활성화 온도가 증가할수록 비표면적에 비례하여 낮아지는 경향을 나타냈다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제5권4호
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• pp.353-356
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• 1999

Highly proten-conductive elastic composites have been successfully prepared from $H_3PO_4$-doped silica gel and styrene-ethylene-butylene-styrene block elastic copolymer. In addition solid state electric double-layer capacitors have been fabricated using the composite as an electrolyte and activated carbon powders(ACP) hybridized with the composite as a polrizable electrode. The cyclic voltammogram of the electric double-layer capacitor fabricated demonstrated that electric charge was stored in the elecric double-layer at the interface between the polarizable electrode and the electrolyte. The value of capacitance of the capacitor was 10 F/(gram of total ACP), which was comparable to that of the capacitors using conventional liquid electrolytes.

• Nano
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• 제13권11호
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• pp.1850136.1-1850136.12
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• 2018

Three-dimensional (3D) mixed phases NiSe nanoparticles growing on the nickel foam were synthesized via a simple one-step hydrothermal method. A series of experiments were carried out to control the morphology by adjusting the amount of selenium in the synthetic reaction. Meanwhile, the as-prepared novel column-acicular structure NiSe exist three advantages including ideal electrical conductivity, high specific capacity and high cycling stability. It delivered a high capacitance of $10.8F\;cm^{-2}$ at a current density- of $5mA\;cm^{-2}$. An electrochemical capacitor device operating at 1.6 V was then constructed using NiSe/NF and activated carbon (AC) as positive and negative electrodes. Moreover, the device showed high energy density of $31W\;h\;kg^{-1}$ at a power density of $0.81kW\;kg^{-1}$, as well as good cycling stability (77% retention after 1500 cycles).