그래핀과 탄소 나노튜브로 만든 울트라커패시터 :: 산업뉴스

사진2.bmp

<사진> 단일벽 탄소 나노튜브와 그래핀 박편의 탄소 나노구조(사진. KISTI 미리안 글로벌동향브리핑)

그래핀과 탄소 나노튜브로 만든 울트라커패시터

- 유망한 탄소 나노물질들의 장점들을 동시에…

미국 조지 워싱톤 대학(George Washington University)의 연구진은 단일 원자 두께를 가진 두 개의 탄소 구조를 결합시킴으로써 새로운 울트라커패시터(Ultracapacitor)를 만드는데 성공했다. 이 울트라커패시터는 고성능이면서 저렴하다는 강점이 있으며, 단일벽 탄소 나노튜브와 그래핀 박편을 혼합시킴으로써 두 개의 탄소 나노구조가 시너지 효과를 가지게 했다.
울트라커패시터는 대용량의 에너지를 가진 고성능 에너지 저장 장치로, 에너지를 빠르게 방출할 수 있다. 배터리의 높은 에너지 밀도 특성과 커패시터의 높은 전력 밀도 특성을 동시에 가짐으로써, 전기 자동차, 휴대용 전자제품, 오디오 시스템 등의 성능을 향상시키는데 매우 유용하게 적용될 수 있다.
단일벽 탄소 나노튜브와 그래핀은 독특하고 뛰어난 전기적, 열적, 기계적 특성을 가지고 있어서 새로운 울트라커패시터를 디자인하는데 매력적이다. 많은 과학자들은 두 개의 재료들을 분리해서 이용했고, 두 개의 재료를 결합한 연구는 거의 없었다. 이번에 연구진은 단일벽 탄소 나노튜브와 그래핀을 결합할 수 있는 방법을 개발했고, 두 개의 유망한 탄소 나노물질들의 장점들을 동시에 가질 수 있게 했다.
하이브리드 구조의 장점은 그래핀 박편이 높은 표면적과 우수한 평면 전도성을 가지고 탄소 나노튜브는 균일한 네트워크를 형성하기 위해서 모든 구조들을 연결한다는 것이다. 다른 유형의 울트라커패시터가 그래핀/나노튜브 하이브리드 울트라 커패시티와 유사한 높은 비정전용량을 가질 수 있지만, 이 방법의 주요 장점은 탄소 나노구조의 혼합물을 대량으로 제조할 수 있는 간단한 방법을 개발했기 때문에 저렴하게 제조할 수 있다는 특징을 가진다.

■ KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 http://mirian.kisti.re.kr