나노기술 및 정책 정보

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중국과학원 다롄(大連) 화학물리 연구소 우쭝솨이(吳忠帥, 오충수) 연구원 연구팀은 리튬 이온전지와 유사한 흔들의자 방식으로 작동하는 메커니즘을 보유하고 있는 전지-슈퍼 커패시터 하이브리드 에너지 저장 디바이스를 개발한 동시에 전극 용량과 동력학 더블(double) 매칭 전략을 통해 디바이스의 에너지와 파워 밀도 더블 하이(double high)를 실현함.

연구팀은 전지 전극과 슈퍼 커패시터 전극을 한 개 디바이스 내에 집적하고, 두 가지 에너지 저장 메커니즘 장점을 결합시켜 에너지와 파워 밀도 더블 하이(double high)를 실현하는 전지-슈퍼 커패시터 하이브리드 에너지 저장 디바이스를 개발함.

연구팀은 1차원 탄소 나노튜브, 2차원 전기 화학 박리 그래핀 및 전도성 폴리머 접착제로 구성된 3차원 전도 네트워크를 구축하여 충전과 방전 과정에서의 내부 저항과 극화를 협동적으로 낮출 수 있도록 하고 최종적으로 양극과 음극으로 하여금 매칭 되는 용량과 배율 성능을 보유할 수 있도록 하였음.

관련 설명에 따르면, 연구팀이 이번 연구를 실행하는 과정에서 개발한 에너지 저장 디바이스의 성능은 이미 보도된 흔들의자 방식의 구조 형태를 보유한 리튬 이온전지-슈퍼 커패시터 하이브리드 에너지 저장 디바이스보다 우수한 동시에 전극 용량 혹은 동력학과 매칭 되지 않는 기타 하이브리드 에너지 저장 디바이스보다 우수하다고 함.

연구팀은 이번 연구를 통해 "더블 하이(double high)" 하이브리드(hybrid) 에너지 저장 디바이스(energy storage device) 구조 형태 디자인과 전극 최적화 전략을 위해 새로운 아이디어를 제공한 것으로 평가됨.

본 연구 성과는 'Energy & Environmental Science'(A High-performance Rocking-chair Lithium-ion Battery-supercapacitor Hybrid Device Boosted by Doubly Matched Capacity and Kinetics of the Faradaic Electrodes)지에 게재됨.