차세대 배터리 (4) 썸네일형 리스트형 마이크로 슈퍼커패시터 제조를 위한 레이저 스크라이빙 공정 파라미터 레이저 스크라이빙 기술의 원리와 마이크로 슈퍼커패시터 응용레이저 스크라이빙(Laser Scribing)은 집속된 레이저 빔을 이용하여 기판 표면에 정밀한 패턴을 형성하는 직접 가공 기술로, 마이크로 슈퍼커패시터의 평면형 전극 구조 제작에 혁신적인 접근법을 제공합니다. 이 기술은 레이저 빔과 재료 간의 광열적(photothermal) 상호작용을 통해 국부적인 물질 제거나 특성 변화를 유도하며, 기존의 포토리소그래피 공정 대비 마스크리스(maskless) 공정으로 신속한 프로토타이핑과 비용 절감이 가능합니다. 마이크로 슈퍼커패시터에서 레이저 스크라이빙의 핵심은 그래핀 옥사이드(GO)나 금속 산화물 전구체를 환원시켜 전도성을 부여하면서 동시에 정밀한 패턴을 형성하는 것입니다. CO₂ 레이저(10.6 μm)나 .. 플렉시블 슈퍼커패시터용 젤 전해질의 기계적 특성 개선 젤 전해질의 구조적 특성과 변형 메커니즘젤 전해질은 고분자 매트릭스 내에 액체 전해질이 포집된 3차원 네트워크 구조로, 플렉시블 에너지 저장 장치에서 기계적 변형에 대한 내성과 이온 전도성을 동시에 제공해야 합니다. 젤의 기계적 거동은 고분자 사슬의 가교밀도(crosslinking density), 사슬간 얽힘(entanglement), 그리고 용매화된 이온들과의 상호작용에 의해 결정됩니다. 고분자 네트워크의 탄성 모듈러스는 rubber elasticity theory에 따라 E = 3ρRT/Mc로 표현되며, 여기서 ρ는 밀도, R은 기체상수, T는 온도, Mc는 가교점 사이의 평균 분자량입니다. 젤 전해질의 변형 과정은 여러 단계로 나누어집니다. 초기 소변형(ε 100%) 영역에서는 고분자 사슬의 슬.. 듀얼 이온 배터리의 음이온 삽입 반응 효율 향상 기술 듀얼 이온 배터리의 비대칭 충방전 메커니즘과 동역학적 특성듀얼 이온 배터리(Dual-Ion Battery, DIB)는 기존의 로킹 체어(rocking chair) 메커니즘과는 근본적으로 다른 작동 원리를 갖습니다. 충전 과정에서 음극에는 양이온(주로 Li⁺)이 삽입되는 반면, 양극에는 음이온(ClO₄⁻, PF₆⁻, TFSI⁻ 등)이 삽입되는 독특한 구조를 보입니다. 이러한 비대칭적 이온 저장 방식은 전해질의 양이온과 음이온을 모두 활용할 수 있어 높은 에너지 밀도를 달성할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 음이온 삽입 반응의 동역학은 양이온 삽입과 비교해 현저히 다른 특성을 보입니다. 대부분의 음이온들은 양이온보다 훨씬 큰 이온 반경을 가지므로 호스트 재료의 격자 구조 내에서의 확산이 제한적입니다. 예.. 칼륨이온 배터리용 프러시안 블루 양극재의 결정구조 안정성 프러시안 블루 화합물의 분자 설계와 3차원 개방형 골격 구조프러시안 블루 계열 화합물(Prussian Blue Analogues, PBAs)은 A_x[B(CN)₆]_y·nH₂O의 일반적인 화학식을 갖는 시안화물 기반의 금속-유기 골격체입니다. 여기서 A와 B는 각각 다른 산화 상태를 가진 전이금속 이온이며, 시아나이드 리간드(-CN)가 이들을 연결하여 3차원 입방 격자를 형성합니다. 이러한 구조에서 가장 주목할 만한 특징은 약 4.6Å 크기의 정사면체 공동(tetrahedral cavity)과 3.2Å 크기의 팔면체 공동(octahedral cavity)이 교대로 배열되어 있다는 점입니다. 칼륨이온 배터리 응용에서 가장 널리 연구되는 조성은 K_x[Fe^III Fe^II(CN)₆] 형태로, 저스핀(low.. 이전 1 다음
