나노기술 및 정책 정보

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● 한국기초과학지원연구원(KBSI) 문준희 박사 연구팀이 한국핵융합에너지연구원, 전남대, 독일 쾰른대와 공동연구를 통해 불소 도핑된 분말형 그래핀을 전극으로 도입, 고출력 전기에너지 저장장치인 슈퍼커패시터의 에너지 저장용량 문제를 해소할 수 있는 원천기술을 개발

● 슈퍼커패시터는 급속 충전이 가능하고 순간적으로 고출력 전기를 낼 수 있어 전력수요를 관리하는 재생에너지 발전시스템에 주로 활용되지만, 일반 배터리에 비해 에너지 저장용량이 낮다는 한계점이 존재

● 연구팀이 개발한 불소도핑 그래핀은 상압에서 플라즈마를 발생시켜 분말 그래핀에 직접적으로 불소이온을 결합시키는 건식공정 방식이며, 해당 방안은 분말 그래핀의 투입량이 연속적으로 이루어질 수 있어, 대량으로 분말 그래핀의 불소도핑이 가능한 것으로 확인 

● 탄소원자간 결합은 전자를 받으려는 성향이 강한 비금속 원소들끼리 전자쌍을 형성하며 만들어지는 공유결합 성질을 띠게 되는데, 불소 도핑을 통해 정전기적 인력으로 원자간 결합하는 형태의 이온결합 성질을 띠게 만든다면, 유전율이 향상되고 전하저장용량을 획기적으로 증가시킬 수 있다는 것을 본 실험 및 양자역학 계산을 통해 발견

※ Chemical Engineering Journal 게재(2021.08.31.)