나노기술 및 정책 정보

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중국과학원 다롄(大連) 화학물리 연구소 산하 "2차원 재료 및 에너지 디바이스 연구팀"의 우중솨이(吳忠帥) 연구원 연구팀과 "나노 및 인터페이스 촉매 연구팀"의 푸창(傅强) 연구원 연구팀과 공동 연구를 실행하여 일종 새로운 디바이스 조립 방법을 개발하였으며, 평면 패턴화 마이크로 전극을 이용하여 화학 가교(Chemical crosslinking)의 산화 그래핀-폴리에틸렌 알코올 베이스 하이드로겔 전해질 속에서 기판이 없고, 형태가 없는 새로운 개념의 마이크로 형태의 슈퍼커패시터를 개발하는데 성공.

마이크로 형태의 슈퍼커패시터는 일종 매우 중요한 하이파워 마이크로 형태의 에너지 저장 디바이스에 속하지만 기판 도입, 전극/전해질과 기판 간의 호한성이 취약하고 패키징 공법이 복잡한 등 다양한 원인으로 인해 디바이스 형태의 고정적이고, 단일하며, 기계 플렉시블 성능이 비교적 취약하고, 에너지 밀도가 낮기 때문에 공간과 플렉시블 요구가 높은 특정된 마이크로 시스템의 응용 환경 수요를 충족시키기 어려운 상황에 처해 있음.

우중솨이(吳忠帥) 연구원 연구팀은 관련 연구를 통해 일종 "마이크로 전극을 겔 전해질 내부에 집적시켜 통합화 된 박막"을 개발한 동시에 디바이스를 조립할 수 있는 새로운 방법을 개발하였으며, 2차원 재료(예를 들면 MXene, 그래핀)를 평면 패턴화 마이크로 전극을 이용하여 산화 그래핀 화학 가교 코팅을 실행하고, 폴리에틸렌 글리콜 하이드로겔 전해질 필름 속 코팅을 실행하여 "마이크로 전극-전해질-통합화 멤브레인"이라는 새로운 개념의 기판이 없고 고정 형태가 없는 마이크로 형태의 슈퍼 커패시터를 개발하는데 성공하여 이슈가 되고 있음.

동 커패시터의 초박(超薄) 디바이스 두께는 37㎛ 수준에 도달하고, 슈퍼 플렉시블, 높은 면적용량(40.8mF/㎠)과 고도의 집적도를 보유하고 있으며, 휘고, 접고, 회전하고, 주름이 있는 등 다양한 변화 형태 하에서 이 마이크로 슈퍼 커패시터는 기존의 높은 전기화학 성능을 보유하고 있는 것으로 나타났음.

이번 연구개발은 기판이 없고, 고정 형태의 신형 마이크로 형태 메모리 디바이스 개발을 위해 일종 적용성이 강한 방법과 새로운 디자인을 실행할 수 있는 새로운 전략을 제공한 상황임.

본 연구성과는 ‘Advanced Functional Materials’지에 게재.