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유망기술

슈퍼커패시터 전극, 이의 제조 방법 및 슈퍼커패시터 셀 시스템
분야
에너지/자원

저차원 소재를 이용한 에너지 저장 및 에너지 변환 소재

보유기관 및 연구자 : 충북대학교

개발상태
4/9

기술완성도

TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요

탄소 나노섬유(carbon nanofiber), 2차원 소재 (MXene) 및 비정질 금속산화물 (RuOx)을 포함하는 슈퍼커패시터 전극 및 이의 제조방법에 관한 기술

기존기술 대비 개선점

-슈퍼캐패시터는 다른 에너지 저장 장치에 비해 높은 출력밀도, 빠른 충/방전 속도 및 우수한 수명특성으로 인해 최근 각광받고 있음
-그러나 슈퍼캐패시터는 전극의 표면 반응만을 이용하여 전하를 저장하므로 에너지 밀도가 낮다는 문제점 이 있어 특성 개선이 요구됨

기술 구현 내용

-MXene은 전자 이동 경로를 감소시켜 전하 저장 시 고속 성능을 향상시키고, 고용량성 RuOx를 코팅하여 비정 전용량을 2.5배가량 증가시킴
-RuOx-MXene 탄소나노섬유 전극의 경우, RuOx의 효과로 인해 특히, 충방전 시 전압 범위를 1.0 V까지 안정적으로 확장시켰으며, 이를 통해 슈퍼커패시터의 한계인 에너지 밀도를 향상시킴