KR100892382B1 - 캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법 - Google Patents

캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 알루미늄이 함유된 기판에 성장된 양극산화알루미늄(AAO)의 포어 내에 탄소나노튜브를 형성시키는 단계를 포함하는 캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법, 상기에서 언급한 방법에 의해 제조한 탄소나노튜브 전극과 상기 탄소나노튜브 전극을 구비하는 캐패시터에 관한 것이다.
본 발명은 기판에 포어를 지니는 양극산화알루미늄(AAO)를 성장시키되 탄소나노튜브가 형성될 정도로 AAO 포어 사이즈를 조절하고 상기 AAO 포어에 탄소나노튜브를 형성시키는 단계를 포함하는 캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법 제공을 목적으로 한다.
상기의 방법에 의해 제조된 탄소나노튜브 전극은 잘 배열 되어있어 이온의 이동을 원활하게 하여 고율/고성능의 캐패시터 또는 슈퍼캐패시터에 적용할 수 있어 높은 파워와 고율의 전기용량을 얻을 수 있으므로 캐패시터의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법{Manufacturing method of carbon nanotube electrode for capacitor}
도 1은 본 발명에 따른 실시 양태로서 기판위에 성장된 양극산화알루미늄 템플리트(AAO templates) 제조 개략도와 각각의 제조 단계에서의 기판 SEM 사진이다.
도 2a는 33nm 포어 사이즈(pore size)를 갖는 AAO templates의 SEM 사진이고, 도 2b는 200nm 포어 사이즈를 갖는 AAO templates의 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예1에 성장된 AAO templates에 열 화학기상증착법(thermal CVD) 에 의한 CNT 성장 모식도이다,
도 4는 본 발명의 실시예2의 AAO pore에 성장 시킨 CNT에 의해 제조된 고효율 슈퍼캐패시터 전극을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2(샘플 A), 실시예 3(샘플 B)의 AAO pore에 성장 시킨 CNT에 의해 제조된 고효율 슈퍼캐패시터 전극의 성능평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6a은 본 발명의 실시예 2의 AAO pore에 성장 시킨 CNT에 의해 제조된 고효율 슈퍼캐패시터 전극의 scan rate 함수로써 성능평가 결과를 나타낸 그래프이고,
도 6b는 본 발명의 실시예 3의 AAO pore에 성장 시킨 CNT에 의해 제조된 고효율 슈퍼캐패시터 전극의 scan rate 함수로써 성능평가 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 알루미늄이 함유된 기판에 성장된 양극산화알루미늄(AAO)의 포어 내에 탄소나노튜브를 형성시키는 단계를 포함하는 캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법, 상기에서 언급한 방법에 의해 제조한 탄소나노튜브 전극과 상기 탄소나노튜브 전극을 구비하는 캐패시터에 관한 것이다.
캐패시터 중에서 특히 전기화학적 슈퍼캐패시터(electrochemical supercapacitor)는 큰 전기용량(capacitance), 높은 파워(high power)와 긴 수명으로 인하여 고파워장치(high power devices)로 널리 사용되고 있다. 한편 상기 슈퍼캐패시터의 전극에 사용되는 성분으로 활성탄(active carbon), MnO2등 다양한 전기화학적 슈퍼캐패시터용 전극 물질들이 널리 사용되고 있다.
상기의 활성탄, MnO2등 다양한 전기화학적 슈퍼캐패시터용 전극 물질 이외에 전기화학적 슈퍼캐패시터의 새로운 물질로써 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT) 가 각광을 받고 있다.
CNT는 공동 구조(hollow structure), 나노 지름(nanometer diameter), 좁은 크기 분포(narrow distribution of size), 접근이 용이한 높은 표면적(highly accessible surface area), 높은 화학적 비활성(high chemical inertness), 우수한 전기 전도성(good electrical conductivity) 같은 CNT 자체의 본질적인 특성으로 인하여 전기화학적 슈퍼캐패시터의 전극물질이 될 수 있다.
일반적으로 CNT가 캐패시터 전극사용될 때 CNT는 CNT의 성장후에 떼어내서 바인더와 첨가물을 혼합하여 전극을 만들기 때문에 전극의 응집(agglomeration)이 일어난다. 이러한 응집은 전극물질의 이온 이동을 어렵게 하고 접촉 저항을 증가시키며 이온의 반응 면적을 감소시켜 캐패시터 효율의 저하를 일으킨다.
본 발명은 캐패시터의 전극으로 사용되는 CNT에 대한 상기의 문제를 해결하기 위해 직접 기판에 포어를 지니는 양극산화알루미늄(anodic alumia oxide, AAO)를 성장시키고, 상기의 양극산화알루미늄의 포어 내에 CNT를 성장시킴으로써 이온의 반응 면적을 향상시켜 고효율을 이룩함과 동시에 이온의 이동이 원활하게 할 수 있기 때문에 고율장치(high rate device)로 사용 할 수 있다. 또한 직접 기판에 전극을 코팅함으로써 전극 제조공정의 간소화를 이룩할 수 있다.
본 발명에 의해 제조한 탄소나노튜브 전극은 캐패시터 뿐만 아니라 다양한 전자기계, 전자소자 등에 응용이 가능하며 많은 집적소자에서 필요로 하는 파워를 충족시킬 수 있다.
더욱이 기존의 캐패시터에서의 저효율 문제와 낮은 전도도 문제점을 향상시 켜 캐패시터, 슈퍼캐패시터의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있으며 따라서 다양한 전자기계와 고속/고출력의 전자기계에 응용할 수 있다.
본 발명은 기판에 포어를 지니는 양극산화알루미늄(AAO)를 성장시키되 탄소나노튜브가 형성될 정도로 AAO 포어 사이즈를 조절하고 상기 AAO 포어에 탄소나노튜브를 형성시키는 단계를 포함하는 캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법 제공을 목적으로 한다.
상기의 방법에 의해 제조된 탄소나노튜브 전극은 잘 배열 되어있어 이온의 이동을 원활하게 하여 고율/고성능의 캐패시터 또는 슈퍼캐패시터에 적용할 수 있어 높은 파워와 고율의 전기용량을 얻을 수 있으므로 캐패시터의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기의 방법에 의해 제조한 탄소나노튜브 전극의 제공을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 상기의 방법에 의해 제조한 탄소나노튜브 전극을 구비하는 캐패시터의 제공을 또 다른 목적으로 한다.
상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알루미늄이 함유된 기판에 성장된 양극산화알루미늄(AAO)의 포어 내에 탄소나노튜브를 형성시키는 단계를 포 함하는 캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법을 나타낸다.
본 발명에서 캐패시터용 탄소나노튜브 전극 제조시 기판 위에 양극산화알루미늄(AAO)을 성장시켜야 하기에 기판은 알루미늄이 함유된 기판을 사용하는 것이 좋다.
상기에서 알루미늄이 함유된 기판은 알루미늄이 90％ 이상, 바람직하게는 알루미늄 90％∼90.999％인 사용할 수 있다. 이러한 알루미늄이 함유된 기판의 일예로 알루미늄이 90％ 이상 함유된 알루미늄 호일(Al foil) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)을 사용할 수 있다.
본 발명에서 알루미늄이 함유된 기판 위에 양극산화알루미늄(AAO)의 성장은 2단계 양극산화공정(two-step anodizing process)를 이용하여 실시할 수 있다.
본 발명에서 기판 위에 AAO 성장시 1단계 양극산화공정을 통하여 성장한 AAO는 그 균일성과 포어의 크기가 일정하지 않아 1단계 양극산화공정으로 성장한 AAO층을 제거하고 다시 2단계 양극산화공정을 통하여 성장한 AAO는 매우 균일하고 일정한 특성을 가진 AAO를 제조할수 있으므로 본 발명에서 기판 위에 AAO의 성장은 2단계 양극산화공정에 의해 실시하는 것이 좋다.
상기에서 2단계 양극산화공정의 일예로 알루미늄이 함유된 기판을 황산, 크롬산, 인산, 옥살산 중에서 선택된 어느 하나 이상의 용액에 넣고 1차 양극산화시켜 알루미나 층을 형성시킨 후 상기 알루미나 층을 에칭하여 제거한 다음 황산, 크롬산, 인산, 옥살산 중에서 선택된 어느 하나 이상의 용액에 상기 기판을 넣고 2차 양극산화시켜 기판 위에 포어를 지니는 양극산화알루미늄(AAO)을 성장시킬 수 있 다.
상기에서 2단계 양극산화공정 보다 상세한 일예로 알루미늄이 함유된 기판을 황산, 크롬산, 인산, 옥살산 중에서 선택된 어느 하나 이상의 용액에 넣고 0∼100℃의 온도에서 1분∼24시간 동안 1∼400V 전압으로 1차 양극산화시켜 알루미나 층을 형성시킨 후 상기 알루미나 층을 에칭하여 제거한 다음 황산, 크롬산, 인산, 옥살산 중에서 선택된 어느 하나 이상의 용액에 상기 기판을 넣고 0∼100℃의 온도에서 1분∼24시간 동안 1∼400V 전압으로 2차 양극산화시켜 기판 위에 포어를 지니는 양극산화알루미늄(AAO)을 성장시킬 수 있다.
상기에서 2단계 양극산화공정에 의해 기판 위에 포어를 지니는 양극산화알루미늄(AAO)을 성장시 용매, 온도, 시간, 전압의 양극산화공정의 조건을 적절히 조절하여 다양한 포어 크기를 지니는 양극산화알루미늄(AAO)을 얻을 수 있다.
상기에서 2단계 양극산화공정에 의해 기판 위에 포어를 지니는 양극산화알루미늄(AAO)을 성장시 용매, 온도, 시간, 전압의 양극산화공정의 조건을 적절히 조절하여 포어 크기가 1∼1000nm, 바람직하게는 10∼500nm, 보다 바람직하게는 30∼200nm인 양극산화알루미늄(AAO)를 얻을 수 있다.
본 발명에서 탄소나노튜브 전극 제조는 상기의 2단계 양극산화공정에 의해 기판 위에 포어를 지니는 양극산화알루미늄(AAO)을 탄화수소가스를 단독으로 사용하거나 또는 탄화수소가스와 다른 가스와의 혼합가스와 반응시켜 양극산화알루미늄 포어 내에서 탄소나노튜브를 형성할 수 있다.
상기의 탄화수소가스를 포함하는 가스에서 탄화수소가스는 탄소나노튜브를 형성할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 탄화수소가스의 일예로 아세틸렌(C2H2), 메탄(CH4) 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기의 탄화수소가스를 포함하는 가스는 탄화수소가스 이외에 다른 가스가 혼합된 혼합가스를 사용할 수 있으며, 이러한 탄화수소가스 이외에 다른 가스로서 암모니아(NH3), 질소(N2), 수소(H2) 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
탄소나노튜브(CNT) 형성, 성장하기 위해서는 금속 촉매 역할이 중요합니다. 일반적으로 옥사이드는 그 특성이 떨어지므로 암모니아, 질소, 수소 등을 사용하여 옥사이드의 활성을 향상 시킵니다, 또한 수송가스의 작용하여 과도하게 높은 농도의 탄소가 공급되어 비정질 및 탄소입자등의 불순물의 생성을 낮춰주기 때문에 탄화수소가스 이외에 다른 가스가 혼합된 혼합가스를 사용하여 양극산화알루미늄(AAO) 포어 내에 탄소나노튜브를 형성, 성장시키는 것이 좋다.
상기에서 탄화수소가스를 포함하는 가스는 화학기상증착법(CVD) 또는 플라즈마화학증착법을 이용하여 탄화수소가스로부터 양극산화알루미늄(AAO)의 포어 내에 잘 배열되고 단위 면적이 증가된 탄소나노튜브 전극을 수nm 내지 수백㎛의 균일한 두께로 형성시킬 수 있다. 상기에서 화학기상증착법의 일예로서 열 화학기상증착법(thermal CVD)을 사용할 수 있다.
상기에서 양극산화알루미늄(AAO)을 탄화수소가스를 포함하는 가스로 반응시켜 양극산화알루미늄 포어 내에서 탄소나노튜브를 형성의 일예로 포어를 지니는 양 극산화알루미늄(AAO)에 탄화수소가스를 포함하는 가스를 공급하고 열 화학기상증착법(thermal CVD)을 이용하여 양극산화알루미늄 포어내에 탄소나노튜브를 형성시킬 수 있다.
상기에서 양극산화알루미늄(AAO)을 탄화수소가스를 포함하는 가스로 반응시켜 양극산화알루미늄 포어 내에서 탄소나노튜브를 형성의 다른 일예로 비활성기체 존재하에서 포어를 지니는 양극산화알루미늄(AAO)에 아세틸렌과 암모니아가 1:9∼9:1의 부피비로 혼합된 혼합가스를 10∼100sccm으로 공급하고 500∼700℃ 온도의 열화학기상증착법을 이용하여 양극산화알루미늄 포어 내에 탄소나노튜브를 형성시킬 수 있다.
상기에서 비활성기체는 질소, 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 라돈 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 제조한 탄소나노튜브 전극을 포함한다.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 제조한 탄소나노튜브 전극을 구비하는 캐패시터를 포함한다. 이때 캐패시터는 슈퍼캐패시터를 포함한다.
이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 기판위에 성장된 AAO templates 제조 모식도
이하 첨부된 도 1을 참조하여 본 발명에서 기판에서의 AAO templates의 제조방법을 나타낸다.
기판으로 알루미늄 함량이 96％인 알루미늄 호일(실시예 1에서 알루미늄 기판이라고 약칭)을 사용하고 상기 기판을 2단계 양극산화 공정(two-step anodization process)을 실시하여 기판 위에 AAO가 성장되는 모식도와 각각의 공정 단계에서의 기판 SEM 사진를 나타내고 있다.
상기의 2단계 양극산화 공정은 하기의 (1)단계 내지 (3) 단계에 의해 이루어졌다.
(1)알루미늄 기판을 0.3M 황산(sulfuric acid) 용액에 넣고 20시간 동안 0℃에서 25V의 전압으로 1차 양극산화(1st anodization)를 실시하였다.
(2)상기 (1)의 1차 양극산화에 의해 다공성 알루미나 층(porous alumina layer)이 형성된 알루미늄 기판을 인산(Phosphoric acid)(6wt%)과 크롬산(Chromic acid)(1.8wt%)의 혼합용액에 넣고 다공성 알루미나 층을 60℃에서 제거 하였다.
(3)상기 (2)의 다공성 알루미나 층을 제거한 기판을 0.3M 황산 용액에 넣고 60분 동안 0℃에서 25V의 전압으로 2차 양극산화(2nd anodization)를 실시하였다.
<실시예 2>
기판으로 알루미늄 함량이 96％인 알루미늄 호일을 사용하고 상기 기판을 하 기의 (a)단계 내지 (c) 단계의 2단계 양극산화 공정(two-step anodization process)을 실시하여 기판 위에 AAO가 성장시켰다.
(a)알루미늄 기판을 0.3M 옥살산(oxalic acid) 용액에 넣고 20시간 동안 16℃에서 40V의 전압으로 1차 양극산화(1st anodization)를 실시하였다.
(b)상기 (a)의 1차 양극산화에 의해 다공성 알루미나 층(porous alumina layer)이 형성된 알루미늄 기판을 인산(Phosphoric acid)(6wt%)과 크롬산(Chromic acid)(1.8wt%)의 혼합용액에 넣고 다공성 알루미나 층을 60℃에서 제거 하였다.
(c)상기 (b)의 다공성 알루미나 층을 제거한 기판을 0.3M 옥살산 용액에 넣고 60분 동안 16℃에서 40V의 전압으로 2차 양극산화(2nd anodization)를 실시하였다.
상기에서 기판에 포어를 갖는 양극산화알루미늄(AAO)의 SEM 사진을 도 2a에 나타내었다.
도 2a에서 기판의 양극산화알루미늄(AAO) 포어 사이즈는 33nm이고, 포어 밀도(pore density)는 1.6×1010cm-2 임을 알 수 있었다.
상기 도 2a와 같이 기판에 포어 사이즈가 33nm인 양극산화알루미늄(AAO)을 성장시킨 후에 양극산화알루미늄 포어 내에 탄소나노튜브를 도 3과 같이 형성시켰다.
즉, 상기 도 2a와 같이 기판에 포어 사이즈가 33nm인 양극산화알루미늄(AAO)을 성장시킨 후 quartz boat에 놓고 석영 반응 튜브(quartz reaction tube) 속으로 이동시켜 아르곤 가스(Ar gas) 존재하에서 아세틸렌(C2H2)과 암모니아(NH3)가 1:9의 부피비로 혼합된 혼합가스를 50sccm으로 공급하고 600℃에서 열 화학기상증착법을 실시하여 양극산화알루미늄(AAO)의 포어 내에 탄소나노튜브를 형성하였다.
상기에서 기판의 양극산화알루미늄(AAO)의 포어 내에 탄소나노튜브가 형성된 것을 위(top-view)에서 찍은 SEM 사진을 도 4에 나타내었다.
상기 도 4에서처럼 균일한 포어와 벽두께를 가지는 탄소나노튜브가 고밀도 및 균일하게 AAO의 포어 내부에서 형성, 성장함을 알 수 있다.
<실시예 3>
기판으로 알루미늄 함량이 96％인 알루미늄 호일을 사용하고 상기 기판을 하기의 (a')단계 내지 (c')단계의 2단계 양극산화 공정(two-step anodization process)을 실시하여 기판 위에 AAO를 성장시켰다.
(a')알루미늄 기판을 0.3M 인산(phosphoric acid) 용액에 넣고 20시간 동안 10℃에서 185V의 전압으로 1차 양극산화(1st anodization)를 실시하였다.
(b')상기 (a')의 1차 양극산화에 의해 다공성 알루미나 층(porous alumina layer)이 형성된 알루미늄 기판을 인산(Phosphoric acid)(6wt%)과 크롬산(Chromic acid)(1.8wt%)의 혼합용액에 넣고 다공성 알루미나 층을 60℃에서 제거 하였다.
(c')상기 (b')의 다공성 알루미나 층을 제거한 기판을 0.3M 인산 용액에 넣고 60분 동안 10℃에서 185V의 전압으로 2차 양극산화(2nd anodization)를 실시하 였다.
상기에서 기판에 포어를 갖는 양극산화알루미늄(AAO)의 SEM 사진을 도 2b에 나타내었다.
도 2b에서 기판의 양극산화알루미늄(AAO) 포어 사이즈는 200nm이고, 포어 밀도(pore density)는 4.0×108cm-2 임을 알 수 있었다.
상기 도 2b와 같이 기판에 포어 사이즈가 200nm인 양극산화알루미늄(AAO)을 성장시킨 후에 양극산화알루미늄 포어 내에 탄소나노튜브를 도 3과 같이 형성시켰다.
즉, 상기 도 2b와 같이 기판에 포어 사이즈가 200nm인 양극산화알루미늄(AAO)을 성장시킨 후 quartz boat에 놓고 석영 반응 튜브(quartz reaction tube) 속으로 이동시켜 아르곤 가스(Ar gas) 존재하에서 아세틸렌(C2H2)과 암모니아(NH3)가 1:9의 부피비로 혼합된 혼합가스를 50sccm으로 공급하고 600℃에서 열 화학기상증착법을 실시하여 양극산화알루미늄(AAO)의 포어 내에 탄소나노튜브를 형성하였다.
<실시예 4> AAO pore에 성장 시킨 CNT에 의해 제조된 고효율 슈퍼캐패시터 전극의 성능평가
상기 실시예 2, 실시예 3에서 작은 포어(33nm, 실시예 2)에 형성된 탄소나노튜브 및 큰 포어(200nm, 실시예 3)에 형성된 탄소나노튜브가 형성된 것을 각각의 전극으로 하고, 대항 전극(counter electrodes)으로 백금사(Pt gauze)를 사용하고, 참고 전극(reference electrodes)으로 Ag/AgCl을 사용하는 3개 전극(three electrodes)에 전해질로서 0.5M 황산(HaSO4) 수용액으로 하는 슈퍼캐패시터를 제조하였다.
상기 슈퍼캐패시터에 대해 10mV/s, 30mV/s, 50mV/s 및 100mV/s의 스캔 레이트(scan rate)에서 각각의 탄소나노튜브 전극의 CV 데이터를 측정하고 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에서처럼 33nm pore를 갖는 CNT(Sampole A)의 경우 100mV/s 조건에서 3.81 Fcm-3의 용량을 보였으며, 200nm pore를 갖는 CNT(Sampole B)의 경우 0.53 Fcm-3의 용량을 얻었다. 따라서 더 작은 포어를 갖는 CNT 전극이 큰 포어를 갖는 CNT전극에 비하여 우수한 전기화학적 특성을 나타냄을 알수있다. 이러한 특성은 accessible surface areas 증가로 인한 것이다.
따라서 AAO의 포어 사이즈가 적은 샘플의 경우 포어 사이즈가 큰 경우나 뭉펴서 제조한 샘플의 용량에 비하여 우수한 용량 특성을 보임을 알수 있다.
<실시예 5> AAO pore에 성장 시킨 CNT에 의해 제조된 고효율 슈퍼캐패시터 전극의 scan rate 함수로써 성능평가
상기 실시예 2, 실시예 3에서 작은 포어(33nm, 실시예 2)에 형성된 탄소나노튜브 및 큰 포어(200nm, 실시예 3)에 형성된 탄소나노튜브가 형성된 것을 각각의 전극으로 하고, 대항 전극(counter electrodes)으로 백금사(Pt gauze)를 사용하고, 참고 전극(reference electrodes)으로 Ag/AgCl을 사용하는 3개 전극(three electrodes)에 전해질로서 0.5M 황산(HaSO4) 수용액으로 하는 슈퍼캐패시터를 제조하였다.
상기 슈퍼캐패시터에 대해 high voltage scan rates에 따른 각각의 전극의 용량 특성을 측정하고 그 결과를 도 6a, 도 6b에 각각 나타내었다.
도 6a는 고전압 스캔율(high voltage scan rates)에 따른 실시예 2 전극의 용량 특성을 나타내고, 도 6b는 high voltage scan rates에 따른 실시예 3 전극의 용량 특성을 나타낸다.
여기에서 나타나는 것처럼 작은 포어를 갖는 CNT의 경우 넓은 표면적과 잘 배열된 전극의 특성으로 인하여 높은 성능과 동시에 고율에서도 안정한 성능을 이룰수 있으며 이것은 캐패시터 전극으로서 아주 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다. 또한 이온의 이동이 원활하기 때문에 전압 스캔율(voltage scan rates)이 증가함에도 용량이 선형(liner)으로 나타나고 있으며 이것은 고율 전기소자에 다양한 응용이 가능하게 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 캐패시터용 전극으로써 탄소나노튜브(CNT) 전극의 효율 향상에 관한 것으로 직접 기판에 포어를 지니는 양극산화알루미늄(anodic alumia oxide, AAO)를 성장시키고 상기 양극산화알루미늄의 포어 내에 탄소나노튜브(CNT)를 성장시킴으로써 이온의 반응 면적을 향상시킴과 동시에 이온의 이동이 원활하게 할 수 있기 때문에 고효율의 캐패시터를 이룩할 수 있고 제조공정의 단순화를 이룰 수 있을 뿐 만 아니라 이렇게 제조된 캐패시터의 전극의 경우 고율(high-rate)의 장치(device)에도 사용할 수 있음으로 많은 전기소자의 응용이 가능한 캐패시터를 구현할 수 있다.

Claims (10)

  1. 알루미늄이 함유된 기판에 성장된 양극산화알루미늄(AAO)의 포어 내에 아세틸렌(C2H2)의 탄화수소가스 또는 상기 탄화수소가스와 암모니아(NH3) 가스와의 혼합가스를 열화학기상증착법(thermal CVD)을 이용하여 양극산화알루미늄 포어 내에 탄소나노튜브를 형성시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 알루미늄이 함유된 기판은 알루미늄이 90％∼96％ 함유된 알루미늄 호일 또는 알루미늄이 90％∼96％ 함유된 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 캐패시터용 탄소나노튜브 전극의 제조방법.
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  9. 특허청구범위 제1항의 방법에 의해 제조한 탄소나노튜브 전극.
  10. 특허청구범위 제1항의 방법에 의해 제조한 탄소나노튜브 전극을 포함하는 수퍼캐패시터.
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