투명 슈퍼커패시터 전극 제조 관련 논문 게재

국민대학교 응용화학부 임상규 교수와 교양대학 홍다정 교수 연구팀의 “초분산 산화루테늄 나노입자를 이용한 새로운 투명 슈퍼커패시터 전극 제조” 관련 논문이 소재 분야 저명 국제학술지인 Journal of Materials Chemistry A (IF 12.732)에 12월 14일자로 출판되었다. 

슈퍼커패시터는 빠른 충방전 속도와 안전성, 인체 무해성 등의 장점 때문에 배터리와 같은 기존의 이차 전지를 보완하거나 대체할 차세대 에너지저장장치로 널리 연구되고 있다. 하지만, 전극 소재 물질로 활성탄 등 탄소계 화합물을 사용하기 때문에 투명한 소자 제작에는 한계가 있어 왔다. 최근 들어, 정전 특성을 갖는 금속산화물 나노입자를 이용해 투명한 슈퍼커패시터 전극을 제조하고자 하는 연구들이 보고되고 있지만, 투명할 만큼의 얇은 박막을 균질하게 제작하기 어렵고 이러한 초박막 전극으로는 원하는 정도의 충전 용량을 얻기 어려웠다. 

반면, 해당 연구진은 2 나노미터 크기의 매우 작은 산화루테늄 나노입자 제조 및 표면 발수성 기능기 처리 기술을 통해 나노입자의 분산성을 획기적으로 개선하고 이를 이용해 균질한 산화루테늄 초박막을 얻을 수 있었다. 또한 얻어진 전극 활성층의 매우 큰 비표면적 덕분에 97.1%의 투과도를 갖는 초박막 전극에서 0.85 mF/cm2의 높은 면적정전용량을 달성할 수 있었다.     

본 연구를 통해 제안된 금속산화물 나노입자-기반 초박막 슈퍼커패시터 전극 제조 기술은 향후 다양한 차세대 투명 전자기기의 개발을 앞당기는데 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.