KR100421557B1

KR100421557B1 - 섬유상 탄소나노물질의 제조방법 및 이를 이용한 전기화학캐패시터용 전극재

Info

Publication number: KR100421557B1
Application number: KR20010073567A
Authority: KR
Inventors: 김동철; 박철완
Original assignee: 주식회사 동운인터내셔널
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2001-11-24
Publication date: 2004-03-09
Also published as: JP3712972B2; KR20020040645A; JP2002242026A

Abstract

본 발명은 전기화학 캐패시터용 전극재 등에 사용될 수 있는 섬유상 탄소나노물질(Fibrous carbonaceous nano-materials)의 제조방법에 관한 것으로서, 콜로이드 분산법으로 제조하여 동결 건조한 평균 입경 20 내지 80 ㎚의 산화철(γ-ferrite) 및 침전법으로 제조한 니켈 입자를 철산화물과 니켈입자의 중량비 6/4 에서 9/1(중량비)로 혼련한 후, 이를 400 내지 700℃ 환원분위기에서 환원시킨 뒤, 일산화탄소 및/또는 탄화수소를 원료가스로 하여 이동상 및/또는 고정상의 촉매 표면에서 수소와 혼합하여 촉매 표면에서 기상 분해함으로써, 아코디언 형태의 구조를 가진 섬유상 탄소나노물질(Fibrous carbonaceous nano-materials)을 제조한다.

본 발명에 따른 섬유상 탄소나노물질을 전기화학 캐패시터용 전극재로 사용하면, 높은 비용량과 큰 전기량을 가지므로, 짧은 시간대에 전하를 저장 및 방출할 수 있다.

Description

섬유상 탄소나노물질의 제조방법 및 이를 이용한 전기화학 캐패시터용 전극재 {Method of preparing fibrous carbonaceous nano-materials and electrode materials for electrochemical capacitor using them}

본 발명은 전기화학 캐패시터용 전극재, 특히, 전기이중층 캐패시터용 전극재 등에 사용될 수 있는 신규한 구조의 섬유상 탄소나노물질(Fibrous carbonaceous nano materials)의 제조방법 및 이를 이용한 전기화학 캐패시터용 전극재에 관한 것이다.

전기 자동차, 분산형 및 로드 레벨링(Load leveling)용 에너지 저장장치의 시장이 급격히 확대되고 새롭게 창출됨에 따라 고성능 캐패시터에 사용되는 전극재료의 중요성이 나날이 더해가고 있다.

전기화학 캐패시터는, 일반적으로 고비표면적 전도성 재료표면에 형성되는 전기이중층의 물리 전하 저장현상을 이용한 전기이중층 캐패시터(electrolytic double layer capacitors: EDLC)와, 다공성 산화물에서 일어나는 수소 및 양이온 흡탈착 같은 유사 캐파시턴스를 이용한 전기화학 산화물 캐패시터(electrochemical oxide capacitors: EOC), 및 그것의 혼성체들로 구분할 수 있다.

이 중, 표면의 전기이중층의 형성/해체를 이용하는 전기이중층 캐패시터는 고비표면적을 가지는 탄소재료인 입상 및 섬유상 활성탄(Activated carbons)을 전극재로 사용하여 제조한다.

활성탄을 제조할 때에는 주로 입상 및 섬유상의 수지계 및 피치계 원료를 사용하여 탄소화 및 활성화 처리를 거쳐 제조하기 때문에, 원료의 단가가 높고 최종 수율이 10 내지 50% 내외로 낮아 최종 산물인 활성탄의 제조단가를 높이는 요인으로 작용한다.

활성 탄소섬유의 경우, 1200 ㎡/g의 비표면적을 가진 재료가 황산 수용액계에서 재료특성을 테스트했을 때 120 F/g의 축전용량을 가진다. 따라서, 실제 고성능 캐패시터를 제작했을 때 약 30 F/g의 용량을 가지게 되며, 대표적인 고비표면적 탄소재인 분자채 탄소재료(비표면적: 1500 ㎡/g)는 100 내지 150 F/g의 축전용량을 발휘한다.

일반적인 탄소재료를 활성화시켜 제조한 활성탄 및 활성탄소섬유는 전기전도성이 비교적 떨어지기 때문에 고출력 특성이 좋지 않다.

제올라이트 또는 실리카 표면에 기상으로 성장시킨 메조포러스 카본(Chem. Mater,9, 609)의 경우, 높은 전기전도성 덕분에 고출력 특성이 뛰어난 전극재료로 기대할 수 있지만, 활성탄의 약 30 배에 가까운 제조단가 때문에 실용화가 불가능한 문제점이 있었다. 또한, HF를 사용하기 때문에 공정화하기 어렵다는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 일거에 해결하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 종래의 수지계 활성탄 및 활성 탄소섬유보다 뛰어난 전하 저장 및 방출능력을 가지며, 제조단가가 낮을 뿐만 아니라 결정성이 우수하여, 빠른 전기이중층 형성 및 제거 특성을 발휘할 수 있는 신규한 섬유상 탄소나노물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 2에 따른 섬유상 탄소나노물질의 순환전위주사법에 의한 전하량 그래프이고;

도 2는 본 발명의 실시예 3에 따른 섬유상 탄소나노물질의 순환전위주사법에 의한 전하량 그래프이고;

도 3은 본 발명의 실시예 4에 따른 섬유상 탄소나노물질의 순환전위주사법에 의한 전하량 그래프이고;

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 아코디언형 구조를 지닌 섬유상 탄소나노물질의 고분해능 투과형 전자현미경의 저배율 사진이고;

도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 아코디언형 구조를 지닌 섬유상 탄소나노물질의 고분해능 투과형 전자현미경의 900만배 고배율 사진이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 섬유상 탄소나노물질의 제조방법은,

콜로이드 분산으로 제조하여 동결 건조한 평균 입경 20 내지 80 ㎚의 산화철(γ-ferrite) 및 침전법으로 제조한 니켈입자를 철산화물과 니켈입자의 중량비 6/4 내지 9/1(wt/wt) 비로 혼련한 후, 이를 400 내지 700℃ 환원분위기에서 환원시킨 뒤, 일산화탄소 및/또는 탄화수소를 원료가스로 하여 이동상 및/또는 고정상의 촉매 표면에서 수소와 혼합하여 촉매 표면에서 500 내지 700℃로 기상 분해하여 아코디언형의 구조를 지닌 섬유상 탄소나노물질을 제조하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 제조방법은 상기와 같은 방법으로 제조된 산화철과 니켈입자의 혼련 금속을 기본촉매로 사용하고 촉매상에서 에틸렌 등의 탄화수소를 분해시켜 카본 필라멘트를 성장시키는 화학적 기상 성장법(chemical vapor growth method)으로 진행된다.

본 명세서에서 사용되는 용어인 "기본촉매"는 환원처리전의 혼련 금속을 의미하며, "촉매"는 환원처리후의 혼련 금속을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 용어인 "기본촉매"는 환원처리전의 산화철을 의미하며, "촉매"는 환원처리후의 산화철을 의미한다.

상기 극미세 산화철 입자는 입자간의 응결이 극히 제한됨으로써 각각의 입자가 니켈입자와 용이하게 혼련되도록 하는 것이 바람직하므로, 물을 용매로 한 콜로이드 상으로 분산시켜 균일하게 안정한 분산상태로 유지한 상태에서 동결건조하여 사용된다.

상기 니켈입자의 제조를 위한 침전법은, 베스트-러셀법(R.J. Best, W. W. Russell,J. Am. Chem. Soc. , 76, 838)에 따라, 질산 니켈(nickel nitrate) 수용액에 중탄산 나트륨(ammonium bicarbonate)을 첨가하여 중탄산 니켈 침전을 얻고, 이를 건조시킨 뒤 하소(calcination)하여 산화니켈을 제조하며, 최종적으로 하소된 산화니켈을 환원시켜 극미세 니켈 입자를 제조하는 방법이다.

이렇게 제조된 산화철과 니켈입자의 혼련비는 6/4 내지 9/1(wt/wt)이 바람직한바, 6/4 이하이면 니켈입자가 너무 많아져서 섬유상의 것이 얻어지지 않고, 9/1 이상이면 검댕(soot)이가 형성되는 문제점이 있다.

이러한 촉매를 환원분위기에서 환원시키는데, 환원분위기는 수소와 질소의 혼합가스, 수소와 아르곤의 혼합가스, 수소와 헬륨의 혼합가스 등을 사용할 수 있다. 상기 혼합가스 중의 수소의 함량은 바람직하게는 2 내지 50 부피%이다. 수소의 함량이 적으면 환원반응이 일어나기 어렵고, 많으면 폭발의 위험성이 있다.

환원처리의 온도는 보통 400 내지 700℃이며, 400℃ 이하이면 반응의 개시가 용이하지 않고 처리에 장시간이 요구되며, 700℃ 이상이면 미세 입자들의 응집 현상이 발생할 수 있다. 환원처리의 시간은 환원처리 온도와 같은 여러 조건에 의해 변화될 수 있는바, 대략 0.5 내지 24 시간이 소요된다. 하나의 구체적인 예로서, 상기 혼련 금속 기본촉매를 수소-헬륨 혼합가스를 사용하여 550℃에서 2시간 환원 처리하는 방법을 들 수 있다.

상기 원료가스 중, 탄화수소는 수소와 탄소로 구성된 불포화 및/또는 포화 탄화수소로서, 탄소수가 1 내지 4인 아세틸렌(C₂H₂), 메탄(CH₄), 에틸렌(C₂H₄), 에탄(C₂H₆), 프로필렌(C₃H₆), 프로판(C₃H₈), 부탄(C₄H₁₀), 부틸렌(C₄H₈), 부타디엔(C₄H₆)과 그의 이성질체로 구성된 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있다.원료가스의 가격, 취급의 용이성, 반응성 등을 고려할 때, 에틸렌이 특히 바람직하다. 이러한 탄화수소는 단일의 형태로 사용되거나 Ar, He 등과 같은 불활성가스와의 혼합 형태로 사용될 수도 있다.

원료가스와 수소가스의 혼합비율은 체적당 원료가스의 비율이 바람직하게는 5 내지 92%이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 90%이다. 원료가스의 비율이 5% 이하이면 생성되는 탄소나노튜브의 양이 작아 경제적이지 못하고, 92% 이상이면 반응이 일찍 종료되어 역시 경제적이지 못하다.

상기 기상분해의 온도는 바람직하게는 500 내지 700℃이며, 더욱 바람직하게는 550 내지 620℃이다. 기상분해 온도가 500℃ 이하이면 기상분해가 완전히 이루어지지 않거나 과도한 시간을 요하게 되며, 700℃ 이상이면 공극의 소멸에 의해 비표면적이 급격히 감소됨으로써 유효한 기공(pore)의 수량이 적어지는 문제점이 있다. 기상분해의 시간은 기상분해 온도와 같은 여러 조건에 의해 변화될 수 있는바, 대략 10 분 내지 10 시간 정도가 소요된다. 하나의 구체적인 예로서, 에틸렌-수소 혼합가스를 반응온도 580℃에서 1.5 시간 반응시키는 것을 들 수 있다.

이와 같이, 산화철 입자 및 니켈입자로부터 성장한 나노튜브를 헬륨 가스로 분위기를 치환하여 상온으로 냉각함으로써 최종적으로 아코디언 구조를 가진 섬유상 탄소나노물질을 회수하게 된다. 이러한 구조의 탄소나노물질은 일찍이 보고된 바가 없는 신규한 것이다.

경우에 따라서는, 제조된 섬유상 탄소나노물질에 대해 활성화 열처리를 더 행하여 비표면적을 높일 수도 있다.

상기 활성화 열처리는, 혼합비 1/9 내지 9/1(vol/vol)의 이산화탄소-불활성 가스 혼합물을 사용하여 450 내지 750℃에서 10 분 내지 24 시간동안 실시함으로써, 전체 부피에는 큰 영향을 주지않고 섬유상 탄소나노물질의 일부를 산화분해시키는 것이다. 그 결과, 앞서의 설명과 같이, 활성화된 섬유상 물질의 비표면적은 큰 폭으로 증가하게 된다. 이렇게 활성화된 섬유상 탄소나노물질은 고성능 전기화학 캐패시터용 전극재 등에 사용될 수 있다. 상기 혼합기가 1/9 이하이면 활성화 열처리에 많은 시간이 소요되며, 9/1 이상이면 반응이 급히 진행되어 구조가 파괴되는 문제점이 있다. 또한, 활성화 열처리 온도가 450℃ 이하이면 활성화도가 낮게 되고, 750℃ 이상이면 구조가 파괴되는 문제점이 있다. 상기 활성화 열처리 시간은 열처리 온도에 따라 달라질 수 있는 범위를 가지며, 상대적으로 낮은 온도에서 단시간동안 열처리를 하게되면 열처리의 효과가 거의 없게 되고, 상대적으로 높은 온도에서 장시간동안 열처리를 하게되면 너무 많은 탄소 성분이 산화분해되어 구조체의 강도가 낮아지는 문제점이 있다. 상기 불활성 가스의 특히 바람직한 예로는 아르곤(Ar) 가스를 들 수 있다.

본 발명은 또한 상기와 같은 방법으로 제조된 섬유상 탄소나노물질을 사용한 전기화학 캐패시터용 전극재, 특히, 전기이중층 캐패시터용 전극재에 관한 것이다. 전기화학 캐패시터용 전극재는 당업계에 공지되어있으므로 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

이하, 실시예와 그에 대한 비교예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

0.5 M의 질산 니켈 수용액 500 ㎖에 2 g의 중탄산 암모늄을 첨가하여 수산화탄산 니켈 침전을 얻은 다음, 100℃ 진공오븐에서 24 시간에 걸쳐 건조시키고 500℃에서 2 시간 동안 하소하여 산화니켈을 제조하였다. 하소된 산화니켈을 1% H₂/He 분위기에서 2 시간 동안 500℃에서 환원시켜 니켈입자를 제조하였다.

상기에서 제조된 니켈입자 10 ㎎과, 콜로이드 분산으로 제조하여 동결 건조한 평균입경 40 ㎚의 극미세 철산화물(γ-ferrite, γ-Fe₃O₄) 미립자(神鳥和彦, 表面, 32-3, 35, 1994) 60 ㎎을 세라믹 보트에 담은 채, 내경 10 ㎝의 석영관을 장착한 수평로의 중심부에 위치시킨 뒤, 수소의 혼합비율이 체적당 20%인 수소-헬륨 혼합가스를 4 ㎝/sec의 유속으로 흘리면서 550℃까지 승온한 후, 550℃에서 2 시간 동안 환원 처리하였다.

그런 다음, 일산화탄소의 혼합비율이 80%인 일산화탄소-수소 혼합가스를 유속 200 ㎖/min으로 하여 580℃에서 1.5 시간 반응시켜 섬유상의 극세 탄소를 제조하고, 반응이 완료된 후, 헬륨 가스로 분위기를 치환하여 상온으로 냉각하여 섬유상 탄소나노물질을 상기 세라믹 보트로부터 회수하였다. 이때 회수된 섬유상 탄소나노물질의 무게는 1220 ㎎이었다.

상기 섬유상 탄소나노물질을 CuKα의 광원을 이용한 광각 엑스선 회절분석기를 사용하여 분말 흑연 결정자 분석법 (學進法, 大谷彬郞, 炭素纖維, 附錄, 講談社, 東京, 1984, (일본어))을 사용하여 40 ㎃, 30 ㎸의 조건으로 5 내지 90°까지회절 패턴을 조사하고 회절 패턴으로부터 계산한 섬유상 탄소나노물질의 평균 면간거리(d₀₀₂)는 3.402 Å으로서, 비교적 높은 흑연화성을 나타냄을 알 수 있다. 도 4에는 고분해능 투과형 전자현미경(High resolution transmission electron microscope: ×12,000,000배)으로 촬영한 사진이 개시되어 있다. 도 4의 사진으로부터, 본 발명에 따른 섬유상 탄소나노물질은 직경이 20 내지 450 ㎚이고 발달된 흑연 결정 층면이 마치 아코디언의 형태로 적층되어 있으며 적층의 일정한 단위가 벌어져 적절한 공극을 나타냄을 알 수 있다. 상기 제조된 섬유상 탄소나노물질을 BET법으로 측정한 비표면적은 114 ㎡/g를 나타내어 비교적 큰 비표면적을 지니고 있음을 알 수 있다.

실시예 2

원료가스를 일산화탄소 대신에 에틸렌으로 하여 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유상 탄소나노물질 4304 ㎎을 제조하였다. 이렇게 제조된 섬유상 탄소나노물질을 고분해능 투과형 전자현미경(×9,000,000배)으로 관찰한 결과, 직경이 20 내지 450 ㎚이고 실시예 1과 같이 발달된 흑연 결정 층면이 아코디언의 형태로 적층되어 있으며 적층의 일정한 단위가 벌어져 공극을 형성하고 있음을 확인하였다. 또한, 이것을 BET N₂법으로 측정한 비표면적은 180 ㎡/g으로서, 비교적 큰 비표면적을 지니고 있음을 알 수 있다.

실시예 3

실시예 1 및 실시예 2에 따라 제조된 섬유상 탄소나노물질 각각 1000 ㎎을,동일한 형태의 열처리로를 사용하여 CO₂/Ar(체적비 30/70)의 비로 총유속 200 ㎖/min을 유지하면서 600℃에서 1시간 30분 동안 활성화 열처리하였다. 생성된 활성화 섬유상 탄소나노물질의 무게는 550 ㎎으로서, CO₂/Ar 가스 열처리에 의해 산화 분해되어 가스화된 번-오프(Burn-off)율은 45%이었다.

생성된 활성화 섬유상 탄소나노물질의 비표면을 BET N₂흡착법으로 측정한 결과, 실시예 1의 섬유상 탄소나노물질은 180 ㎡/g, 실시예 2의 섬유상 탄소나노물질은 540㎡/g의 높은 비표면적을 가지고 있음을 확인하였다.

실시예 4

실시예 1과 실시예 2에 따라 제조된 섬유상 탄소나노물질 각각 1000 ㎎을, 동일한 형태의 열처리로를 사용하여 CO₂/Ar(체적비 50/50)의 비로 총유속 200 ㎖/min을 유지하면서 600℃에서 1시간 30분 동안 활성화 열처리하였다. 생성된 활성화 섬유상 탄소나노물질의 무게는 450 ㎎으로서, CO₂/Ar 가스 열처리에 의한 번-오프율은 55%이었다.

생성된 활성화 섬유상 탄소나노물질의 비표면적을 BET N₂흡착법으로 측정한 결과, 실시예 1의 섬유상 탄소나노물질은 240 ㎡/g, 실시예 2의 섬유상 탄소나노물질은 680 ㎡/g의 높은 비표면적을 가지고 있음을 확인하였다.

실시예 5

본 실시예는 전기이중층 전하량 측정 실험에 관한 것으로서, 실시예 2에 따라 제조된 섬유상 탄소나노물질을 전극재료하고 질량비 30%의 황산수용액을 전해액으로 하는 3극 시스템에서, 순환전위주사법을 이용해 20 ㎷/sec의 주사속도로 전하량을 측정하였다.

그 결과를 'A'라 칭하고, 전하량은 도 1과 같다.

실시예 6

실시예 3에 따라 제조된 활성화 섬유상 탄소나노물질 중 비표면적이 540 ㎡/g의 극세 탄소를 전극재료로 하고 질량비 30%의 황산수용액을 전해액으로 하는 3극 시스템에서, 순환전위주사법을 이용해 20 ㎷/sec의 주사속도로 전하량을 측정하였다.

그 결과를 'B'라 칭하고, 전하량은 도 2와 같다.

실시예 7

실시예 4에 따라 제조된 활성화 섬유상 탄소나노물질 중 비표면적이 680 ㎡/g의 극세 탄소를 전극재료로 하고 질량비 30%의 황산수용액을 전해액으로 하여 3극 시스템에서, 순환전위주사법을 이용해 20 ㎷/sec의 주사속도로 전하량을 측정한다.

그 결과를 'C'라 칭하고, 전하량은 도 3과 같다.

본 발명에 따른 방법과의 비교를 위하여 하기와 같은 다양한 방법에 의한 비교 실험을 행하였다.

비교예 1

본 발명에 따른 섬유상 탄소나노물질 대신에 분자체 탄소재료(Molecularsieving carbons, MSC, 칸사이열화학, 일본; 비표면적 :1220 ㎡/g)를 전극으로 하여, 3극 시스템에서 순환전위주사법을 이용해 20 ㎷/sec의 주사속도로 전하량을 측정한 결과, 비용량은 70 F/g이었다.

비교예 2

PAN(Poly acrylonitrile)으로부터 제조된 활성탄소섬유(비표면적 970 ㎡/g)를 전극으로 하여, 3극 시스템에서 순환전위주사법을 이용하여 20 ㎷/sec의 주사속도로 전하량을 측정한 결과, 비용량은 85 F/g이었다.

상기 비용량 측정결과가 하기 표 1에 정리되어있다.

	종 류	비표면적(㎡/g)	비축적용량(F/g)
실시예 5	탄소 나노섬유 A	180	20
실시예 6	활성화 탄소 나노섬유 B	540	180
실시예 7	활성화 탄소 나노섬유 C	680	185
비교예 1	분자체 입상 활성탄	1220	70
비교예 2	PAN계 활성탄소섬유	970	85

표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 일산화탄소나 여러 탄화수소로부터 제조되는 본 발명의 섬유상 탄소나노물질 및 그것의 활성화 열처리 물질은, 종래의 입상 활성탄 및 활성 탄소섬유와 비견되는 비표면적을 가지고 있어서 큰 비축전용량을 보인다. 또한, 결정성의 다층 탄소층으로 이뤄져있어서, 높은 전기전도성과 함께 고속 전기이중층 형성능력이 뛰어나며, 단섬유상으로 이루어져 있어 전극판의 ESR 또한 입상 활성탄을 사용한 것에 비해 낮다.

또한, 천연가스 및/또는 탄화수소를 원료로 하여 제조되었으므로, 제조단가가 낮고, 전극합제를 만들 때 가공성이 뛰어나 사이클 안정성이 우수하다.

본 발명에 따라 제조된 섬유상 탄소나노물질을 고성능 전기화학 캐패시터용 전극재로 활용할 경우에는, 제조단가가 높은 종래의 활성탄 및 활성탄소섬유보다도 높은 전기이중층 축전량 값을 가지며, 고출력특성이 우수한 재료를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 활성화 섬유상 탄소나노물질은 단순한 공정으로 제조될 수 있으므로 제조단가가 현저히 낮고, 수율 또한 고분자계 및 수지계 탄소재로부터 제조된 활성탄에 비해 높은 장점이 있다.

Claims

콜로이드 분산으로 제조하여 동결 건조한 평균 입경 20 내지 80 ㎚의 산화철 (γ-ferrite) 및 침전법으로 제조한 니켈입자를 철산화물과 니켈입자의 중량비 6/4 내지 9/1(wt/wt) 비로 혼련한 후, 이를 400 내지 700℃ 환원분위기에서 환원처리한 뒤, 일산화탄소 및/또는 탄화수소를 원료가스로 하여 이동상 및/또는 고정상의 촉매 표면에서 수소와 혼합하여 촉매 표면에서 500 내지 700℃로 기상 분해하여 제조하는 것을 특징으로 하는, 아코디언형의 구조를 지닌 섬유상 탄소나노물질의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 환원분위기는 수소와 질소의 혼합가스, 수소와 아르곤의 혼합가스, 또는 수소와 헬륨의 혼합가스이며, 상기 혼합가스 중의 수소의 함량이 2 내지 50 부피%인 것을 특징으로 하는 섬유상 탄소나노물질의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 원료가스 중, 탄화수소는 수소와 탄소로 구성된 불포화 및/또는 포화 탄화수소로서, 탄소수가 1 내지 4인 아세틸렌(C₂H₂), 메탄(CH₄), 에틸렌(C₂H₄), 에탄(C₂H₆), 프로필렌(C₃H₆), 프로판(C₃H₈), 부탄(C₄H₁₀), 부틸렌(C₄H₈), 부타디엔(C₄H₆)과 그의 이성질체로 구성된 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상이 사용되며,

원료가스와 수소가스의 상기 혼합비율은 체적당 원료가스의 비율이 바람직하게는 10 내지 95%인 것을 특징으로 하는 섬유상 탄소나노물질의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제조된 섬유상 탄소나노물질에 대해 활성화 열처리를 더 행하여 비표면적을 높이는 것을 특징으로 하는 섬유상 탄소나노물질의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 상기 활성화 열처리는, 혼합비 1/9 내지 9/1(vol/vol)의 이산화탄소-불활성 가스 혼합물을 사용하여 450 내지 750℃에서 10분 내지 24 시간동안 실시하는 것을 특징으로 하는 섬유상 탄소나노물질의 제조방법.
제 1 항 내지 제 5 항의 방법에 의해 제조된 섬유상 탄소나노물질을 사용한 전기화학 캐패시터용 전극재.