X 제올라이트를 주형으로 합성한 탄소의 전기이중층 축전기 방전 특성 연구

Abstract

전기이중층 축전기는 전해질 흡착 현상을 이용해 전극 표면에 전기적 이중층이 형성되면서 생기는 정전기적 상호작용으로 에너지를 저장하는 장치로써, 빠른 충방전 속도, 높은 전력 밀도, 긴 수명 및 경제성 등의 장점을 가진다. 본 학위논문에서는 다양한 X 제올라이트를 주형으로 해서 얻은 중간세공성이 조절된 탄소 물질들의 전기이중층 축전기 특성을 분석하였다. 그 결과, 저 전류 밀도에서는 미세세공성 탄소물질이 가장 높은 전기 용량을 (93 F/g) 보였고, 중간세공성이 증가할수록 전기 용량이 점점 줄어들었다. 그 이유는 탄소 물질의 중간세공성이 증가할수록 비표면적이 감소하기 때문이다. 하지만, 미세세공성 탄소는 고 전류 밀도로 갈수록 전기 용량 값이 크게 줄어 20 A/g의 전류 밀도에서 3 F/g의 값을 가졌다. 그에 반해, 중간세공과 미세세공을 동시에 갖는 탄소 물질은 전류 밀도 증가에 의한 감소폭이 훨씬 적어 전류 밀도 20 A/g에서도 전기 용량이 58 F/g로 상당히 유지되었다. 이처럼 전기 용량값이 상당히 유지된 이유는 부가된 중간세공이 미세세공으로의 전해질 확산을 용이하게 해주기 때문이다.