Development and investigation of graphene-based materials for high-performing supercapacitors

Abstract

인류는 인구 증가와 문명의 발달로 인한 석탄, 석유, 그리고 천연 가스와 같은 화석 연료의 용량의 한계로 인하여 에너지 부족이라는 큰 문제에 직면해 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 효율적으로 에너지를 수확 및 전환하는 시스템이 대두되고 있다. 다양한 에너지 저장 및 전환 매체 중에서도 슈퍼캐패시터는 높은 출력 밀도, 가역성, 그리고 다양한 분야에의 적용 가능성으로 각광받고 있다. 그래핀은 그 자체의 높은 전기 전도성, 넓은 표면적, 구조 변형의 용이성 등의 다양한 장점으로 인하여 슈퍼캐패시터 전극 물질로 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 그래핀을 이용하여 슈퍼캐패시터의 성능, 즉, capacitance와 stability, 을 증가시키기 위하여 이종 원소의 도핑, 구조적인 변형, 그리고 슈퍼캐패시터 전해질의 조건 조절과 같은 다양한 방법을 사용하여 높은 성능을 갖는 슈퍼캐패시터를 개발하기 위한 연구를 다루고자 한다.