KR102042154B1 - 다공성 나노복합체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 슈퍼커패시터용 전극 - Google Patents
다공성 나노복합체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 슈퍼커패시터용 전극 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102042154B1 KR102042154B1 KR1020180039360A KR20180039360A KR102042154B1 KR 102042154 B1 KR102042154 B1 KR 102042154B1 KR 1020180039360 A KR1020180039360 A KR 1020180039360A KR 20180039360 A KR20180039360 A KR 20180039360A KR 102042154 B1 KR102042154 B1 KR 102042154B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- porous
- parts
- weight
- prussian blue
- manganese oxide
- Prior art date
Links
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 80
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 claims abstract description 57
- DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);octadecacyanide Chemical compound [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 229960003351 prussian blue Drugs 0.000 claims abstract description 43
- 239000013225 prussian blue Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 claims abstract description 33
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- -1 alkali metal cation Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 12
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012692 Fe precursor Substances 0.000 claims description 6
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 3
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017135 Fe—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 238000003841 Raman measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000001055 blue pigment Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000349 field-emission scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000013384 organic framework Substances 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
- H01G11/36—Nanostructures, e.g. nanofibres, nanotubes or fullerenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체 (metal-organic framework)를 포함하는, 다공성 나노복합체, 상기 다공성 나노복합체의 제조 방법, 및 상기 다공성 나노복합체를 포함하는 슈퍼커패시터용 전극에 관한 것이다.
Description
본원은, 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체 (metal-organic framework)를 포함하는, 다공성 나노복합체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 슈퍼커패시터용 전극에 관한 것이다.
전기화학적인 커패시터는 전극의 표면과 전해질 사이에 전기 이중층을 형성함으로써 전기 에너지를 저장하는 장치이다. 이 경우 전기는 전지처럼 화학작용에 의해 발생하지 않고 단순히 전기 이중층에 의해 만들어지기 때문에 전극 자체를 손상시키지 않아 수명은 거의 무한대이다. 또한, 충방전 시간이 길지 않아 짧은 시간에 많은 양의 전류를 저장할 수 있다. 그러므로 이 장치는 고출력이 필요할 때 중요한 전기 저장체이다. 슈퍼커패시터는 에너지를 저장하는 메커니즘의 방식에 따라 간단히 전기 이중층 커패시터 (electrical doublelayer capacitor, EDLC)와 의사 커패시터 (pseudo capacitor)로 분류할 수 있다. 특히, 의사 커패시터는 추가적인 산화-환원반응을 이용하여 더 큰 비정전용량을 나타낼 수 있다.
지금까지 프러시안 블루와 같은 유기-금속 골격체(metal-organic framework, MOF) 물질에 대한 연구가 다방면으로 진행되어 왔다. 유명한 청색 안료인 프러시안 블루 및 유사한 구조를 가지는 프러시안 블루 기반 금속-유기 골격체는 다양한 전기 화학적인 활성을 가지는 것으로 알려져 있고, 일렉트로크로믹 소자, 이차전지, 분자 센서, 바이오 센서, 전기 화학적인 자기 특성 제어 등 폭넓게 그 응용이 검토되고 있다. 상기 유기-금속 골격체란 전이금속 이온이 유기리간드 사이에 배위결합을 형성하면서 결정격자를 형성하는 물질이다. 프러시안 블루는 열린 구조 물질로 이온의 삽입과 추출이 용이하여 에너지 저장에 유리할 뿐만 아니라 나노 입자 물질로서 반응 표면적이 넓고 쉬운 합성 방법과 저렴한 가격, 독성이 없다는 장점을 가지고 있다. 또한 여러 전이금속을 치환하여 다양한 특성을 가진 물질을 합성할 수 있다. 그러나, 다소 떨어지는 안정성과 성능의 한계로 인해 프러시안 블루 기반 금속-유기 골격체 단독으로는 활용도가 부족한 상황이다.
본원은, 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체 (metal-organic framework)를 포함하는, 다공성 나노복합체, 상기 다공성 나노복합체의 제조 방법, 및 상기 다공성 나노복합체를 포함하는 슈퍼커패시터용 전극을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제 1 측면은, 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체 (metal-organic framework)를 포함하는, 다공성 나노복합체로서, 상기 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체는 하기 화학식 1로서 표시되는 것인, 다공성 나노복합체를 제공한다:
[화학식 1]
AxMyM'1 - y[Fe(CN)6]z□1-z ;
상기 식에서,
A는 +1가의 알칼리 금속 양이온이고,
M 및 M'는 각각 독립적으로 +2가의 전이금속 양이온이고,
□는 공공(vacancy)이고,
x는 0 내지 2의 수이고,
y는 0 내지 1의 수이고,
z는 0 내지 1의 수임.
본원의 제 2 측면은, 상기 본원의 제 1 측면에 따른 다공성 나노복합체를 포함하는, 슈퍼커패시터용 전극을 제공한다.
본원의 제 3 측면은, 층상 망간 산화물로부터 박리된 망간 산화물 나노시트를 수득하는 단계; 상기 박리된 망간 산화물 나노시트에 A4[Fe(CN)6]로 표시되는 철 전구체 및 전이금속 M 전구체를 혼합하여 반응시킴으로써, 상기 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체는 하기 화학식 1로서 표시되는 것인, 다공성 나노복합체의 제조 방법을 제공한다:
[화학식 1]
AxMyM'1 - y[Fe(CN)6]z□1-z ;
상기 A4[Fe(CN)6], 상기 전이금속 M, 및 상기 화학식 1에서,
A는 +1가의 알칼리 금속 양이온이고,
M 및 M'는 각각 독립적으로 +2가의 전이금속 양이온이고,
□는 공공(vacancy)이고,
x는 0 내지 2의 수이고,
y는 0 내지 1의 수이고,
z는 0 내지 1의 수임.
본원의 구현예들에 의하면, 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체의 불안정성을 보완하기 위해 표면적이 넓고 안정성이 우수한 금속 산화물 나노시트를 도입하여 망간 산화물 나노시트 및 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체가 혼성화된 다공성 나노복합체 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있으며, 이를 통해 우수한 전극 성능을 나타내는 슈퍼커패시터의 전극 물질을 제공할 수 있다.
본원의 구현예들에 있어서, 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체의 합성 과정에 망간산화물 나노시트를 첨가함으로써 상기 망간산화물 나노시트에 부착되는 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체는 뭉침이 방지되고, 이로 인해 상기 다공성 나노복합체는 더 넓은 비표면적을 가지게 된다. 이처럼 넓은 비표면적을 가지는 다공성 나노복합체는 표면 흡착 방법을 이용하여 빠른 충ㆍ방전을 하는 슈퍼커패시터의 전극 물질로서 적용하면 보다 향상된 전극 성능을 나타낼 수 있다. 따라서, 본원의 구현예들에 의하여 대표적인 전극 물질로써 많이 이용되는 망간산화물 나노시트에 큰 에너지 저장 능력을 가진 프러시안 블루를 결합하여 넓은 비표면적과 다공성을 가지는 나노복합체를 합성할 수 있으며, 이를 슈퍼커패시터에 적용하여 향상된 전극 성능을 제공할 수 있다.
도 1은, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 분말 X-선 회절 패턴이다.
도 2는, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 푸리에 변환 적외선 데이터이다.
도 3은, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 주사전자현미경 이미지이다.
도 4는, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 투과전자현미경 이미지이다.
도 5는, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 원소 맵핑 데이터이다.
도 6은, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 마이크로-라만 데이터이다.
도 7a 내지 도 7e는, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 사이클 수에 따른 CV 용량을 나타낸 그래프이다.
도 8은, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 비정전용량을 나타낸 그래프이다.
도 2는, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 푸리에 변환 적외선 데이터이다.
도 3은, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 주사전자현미경 이미지이다.
도 4는, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 투과전자현미경 이미지이다.
도 5는, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 원소 맵핑 데이터이다.
도 6은, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 마이크로-라만 데이터이다.
도 7a 내지 도 7e는, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 사이클 수에 따른 CV 용량을 나타낸 그래프이다.
도 8은, 본원의 일 실시예에 있어서, 각각 이산화망간 나노시트 함량이 상이한 다공성 나노복합체들의 비정전용량을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~ 하는 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체 (metal-organic framework, MOF)"는 3차원 구조와 기공을 갖는 금속-유기 골격체이고, 유기 리간드의 종류에 따라 다양한 구조를 갖는 것으로서, 프러시안 블루 유사체 (prussian blue analogue, PBA)라고도 불리울 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 1 측면은, 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체 (metal-organic framework)를 포함하는, 다공성 나노복합체로서, 상기 프러시안 블루는 하기 화학식 1로서 표시되는 것인, 다공성 나노복합체를 제공한다:
[화학식 1]
AxMyM'1 - y[Fe(CN)6]z□1-z ;
상기 식에서,
A는 +1가의 알칼리 금속 양이온이고,
M 및 M'는 각각 독립적으로 +2가의 전이금속 양이온이고,
□는 공공(vacancy)이고,
x는 0 내지 2의 수이고,
y는 0 내지 1의 수이고,
z는 0 내지 1의 수임.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 M 및 M'는 각각 독립적으로 Fe2 +, Mn2 +, Ni2+, Co2 +, V2+, Cr2 +, Cu2 +, 및 Os2 +로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 M 및 M'는 각각 Mn2+ 및 Ni2 +를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 A는 Na+, K+, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체의 복수개가 랜덤하게 혼성화되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 박리된 망간 산화물 나노시트는 상기 다공성 나노복합체 100 중량부에 대하여 약 0.01 중량부 내지 약 0.3 중량부의 함량을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 상기 박리된 망간 산화물 나노시트의 함량은, 상기 다공성 나노복합체 100 중량부에 대하여 약 0.01 중량부 내지 약 0.3 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.25 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.2 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.15 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.1 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.075 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.05 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.025 중량부, 약 0.025 중량부 내지 약 0.25 중량부, 약 0.05 중량부 내지 약 0.2 중량부, 또는 약 0.075 중량부 내지 약 0.1 중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 박리된 망간 산화물 나노시트는 MnO2인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 2 측면은, 상기 본원의 제 1 측면에 따른 다공성 나노복합체를 포함하는, 슈퍼커패시터용 전극을 제공한다.
본원의 제 2 측면에 따른 슈퍼커패시터용 전극은, 상기 본원의 제 1 측면에 따른 다공성 나노복합체에 대하여 기술된 내용을 모두 적용할 수 있으며, 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 다공성 나노복합체는 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체 (metal-organic framework)를 포함하는 것으로서, 상기 프러시안 블루는 하기 화학식 1로서 표시되는 것일 수 있다:
[화학식 1]
AxMyM'1 - y[Fe(CN)6]z□1-z ;
상기 식에서,
A는 +1가의 알칼리 금속 양이온이고,
M 및 M'는 각각 독립적으로 +2가의 전이금속 양이온이고,
□는 공공(vacancy)이고,
x는 0 내지 2의 수이고,
y는 0 내지 1의 수이고,
z는 0 내지 1의 수임.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 M 및 M'는 각각 독립적으로 Fe2 +, Mn2 +, Ni2+, Co2 +, V2+, Cr2 +, Cu2 +, 및 Os2 +로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 M 및 M'는 각각 Mn2+ 및 Ni2 +를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 A는 Na+, K+, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체의 복수개가 랜덤하게 혼성화되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 박리된 망간 산화물 나노시트가 상기 다공성 나노복합체 100 중량부에 대하여 약 0.01 중량부 내지 약 0.3 중량부의 함량을 갖는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 상기 박리된 망간 산화물 나노시트의 함량은, 상기 다공성 나노복합체 100 중량부에 대하여 약 0.01 중량부 내지 약 0.3 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.25 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.2 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.15 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.1 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.075 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.05 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.025 중량부, 약 0.025 중량부 내지 약 0.25 중량부, 약 0.05 중량부 내지 약 0.2 중량부, 또는 약 0.075 중량부 내지 약 0.1 중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 다공성 나노복합체는 소량의 망간 산화물 나노시트만으로도 상기 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체의 안정성을 향상시킬 수 있으며, 수퍼 커패시터 성능을 향상시킬 수 있다.
본원의 제 3 측면은, 층상 망간 산화물로부터 박리된 망간 산화물 나노시트를 수득하는 단계; 상기 박리된 망간 산화물 나노시트에 A4[Fe(CN)6]로 표시되는 철 전구체 및 전이금속 M 전구체를 혼합하여 반응시킴으로써, 상기 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체는 하기 화학식 1로서 표시되는 것인, 다공성 나노복합체의 제조 방법을 제공한다:
[화학식 1]
AxMyM'1 - y[Fe(CN)6]z□1-z ;
상기 A4[Fe(CN)6], 상기 전이금속 M, 및 상기 화학식 1에서,
A는 +1가의 알칼리 금속 양이온이고,
M 및 M'는 각각 독립적으로 +2가의 전이금속 양이온이고,
□는 공공(vacancy)이고,
x는 0 내지 2의 수이고,
y는 0 내지 1의 수이고,
z는 0 내지 1의 수임.
본원의 제 3 측면에 따른 다공성 나노복합체의 제조 방법은, 상기 본원의 제 1 측면에 따른 다공성 나노복합체에 대하여 기술된 내용을 모두 적용할 수 있으며, 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 A4[Fe(CN)6]로 표시되는 철 전구체는 Na4[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6], 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 M 및 M'는 각각 독립적으로 Fe2 +, Mn2 +, Ni2+, Co2 +, V2+, Cr2 +, Cu2 +, 및 Os2 +로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 M 및 M'는 각각 Mn2+ 및 Ni2 +를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 철 전구체 및 전이금속 M 전구체의 혼합 시, 상기 전이금속 M 전구체를 2종 이상의 혼합하는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 전이금속 M 전구체는 MnCl2, NiCl2 등이 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 박리된 망간 산화물 나노시트는 상기 다공성 나노복합체 100 중량부에 대하여 약 0.01 중량부 내지 약 0.3 중량부의 함량으로 첨가될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 상기 박리된 망간 산화물 나노시트의 함량은, 상기 다공성 나노복합체 100 중량부에 대하여 약 0.01 중량부 내지 약 0.3 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.25 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.2 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.15 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.1 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.075 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.05 중량부, 약 0.01 중량부 내지 약 0.025 중량부, 약 0.025 중량부 내지 약 0.25 중량부, 약 0.05 중량부 내지 약 0.2 중량부, 또는 약 0.075 중량부 내지 약 0.1 중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 참조하여 본원을 좀더 자세히 설명하지만, 본원은 이에 제한되는 것은 아니다.
[
실시예
]
실시예
1: 다공성 나노복합체(PM0.025)의 합성 1
20 mL의 0.6 M 테트라메틸암모늄 하이드록사이드 (tetramethylammonium hydroxide; Sigma Aldrich)와 3 wt%의 H2O2 (삼전시약)에 10 mL의 0.3 M의 MnCl2·H2O (Sigma Aldrich) 용액을 같이 혼합하고, 이를 하루 동안 상온에서 교반하였다. 상기 교반된 용액을 원심분리기를 이용하여 침전물을 여과하여 박리된 MnO2 나노시트를 수득하였다.
상기 제조한 박리된 MnO2 나노시트 0.025 wt%에 100 mL의 0.04 M Na4[Fe(CN)6]·10H2O (Sigma Aldrich)를 천천히 떨어뜨린 다음, 0.034 M MnCl2·4H2O (Sigma Aldrich) 80 mL 및 0.034 M NiCl2·6H2O (Sigma Aldrich) 20 mL를 혼합한 용액을 천천히 떨어뜨리면서 교반하였다. 6 시간 동안의 교반한 후, 24 시간 동안 방치시켰고, 이때 수득된 침전물을 물로 충분히 세척한 후 건조시켜 망간 산화물 나노시트 및 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체가 혼성화된 다공성 나노복합체(이하, PM0.025)를 제조하였다.
실시예
2: 다공성 나노복합체(PM0.05)의 합성 2
상기 박리된 MnO2 나노시트를 0.05 wt% 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 망간 산화물 나노시트 및 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체가 혼성화된 다공성 나노복합체(이하, PM0.05)를 제조하였다.
실시예
3: 다공성 나노복합체(PM0.1)의 합성 3
상기 박리된 MnO2 나노시트를 0.1 wt% 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 망간 산화물 나노시트 및 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체가 혼성화된 다공성 나노복합체(이하, PM0.1)를 제조하였다.
실시예
4: 다공성 나노복합체(PM0.2)의 합성 4
상기 박리된 MnO2 나노시트를 0.2 wt% 사용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 망간 산화물 나노시트 및 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체가 혼성화된 다공성 나노복합체(이하, PM0.2)를 제조하였다.
비교예
:
프러시안
블루
기반 다공성 금속-유기
골격체
(PM0)
본 비교예에서는, 박리된 MnO2 나노시트의 유무에 따른 효과를 확인하기 위해, 박리된 MnO2 나노시트가 혼성화되지 않은 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체(이하, PM0)를 제조하였다.
구체적으로, 100 mL의 0.04 M Na4[Fe(CN)6]·10H2O (Sigma Aldrich)를 천천히 떨어뜨린 다음, 0.034 M의 MnCl2·4H2O (Sigma Aldrich) 80 mL 및 0.034 M의 NiCl2·6H2O (Sigma Aldrich) 20 mL를 혼합한 용액을 천천히 떨어뜨리면서 교반하였다. 6 시간 동안의 교반한 후, 24 시간 동안 방치시켰고, 이때 수득된 침전물을 물로 충분히 세척한 후 건조시켜 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체(PM0)를 제조하였다.
<특성분석>
1. X-선 회절패턴 측정
상기 제조된 PM0, PM0.025, PM0.05, PM0.1, 및 PM0.2의 분말 X-선 회절패턴(X-ray diffraction; Rigaku D/Max-2000/PC)을 측정하였으며, 이를 도 1에 나타내었다.
도 1의 X-선 회절패턴에 나타난 바와 같이, 상기 모든 물질들에서 프러시안 블루의 회절 피크를 확인할 수 있었다. 또한, 상기 모든 물질에서 박리화된 MnO2 피크는 확인되지 않았는데, 이를 통해 소량의 층상 MnO2 나노시트가 다공성 나노복합체 사이에 골고루 분포되어 있음을 확인할 수 있었다.
2. FT-IR 측정
상기 제조된 PM0, PM0.025, PM0.05, PM0.1, 및 PM0.2의 푸리에 변환 적외선 데이터(Varian Scimitar Series FTS800)를 측정하였으며, 이를 도 2에 나타내었다.
도 2의 FT-IR 스펙트럼에 나타난 바와 같이, 모든 혼성화 물질들은 프러시안 블루와 관련된 바이브레이션을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 3,425 cm-1 및 1,620 cm- 1는 O-H 스트레칭(stretching)과 H-O-H 밴딩(bending)과 같은 물에 의한 IR 피크이고, 2,083 cm-1, 595 cm-1, 및 463 cm- 1는 각각 C≡N 스트레칭(stretching), Fe-CN 밴딩(bending), 및 Fe-O 밴딩(bending)과 같은 프러시안 블루에 의한 IR 피크이다. 여기서, 520 cm-1 부근을 확대해보면(도 2의 우측), 실시예 1 내지 4의 MnO2가 혼성화된 물질에서만 약간의 흡수 피크가 있는 것으로 나타나는데, 이는 MnO2의 흡수 피크로서 확인된다. 흡수가 강하지 않은 이유는 MnO2의 함량이 적기 때문이다.
3. FE-
SEM
및
TEM
이미지
도 3은, 상기 제조된 PM0, PM0.025, PM0.05, PM0.1, 및 PM0.2의 전자주사현미경 이미지 (Field Emission-Scanning Electron Microscopy; JEOL JSM-6700F)이고, 도 4는, 상기 제조된 PM0, PM0.025, PM0.05, PM0.1, PM0.2의 투과전자현미경 이미지(Transmission electron microscopy; JEOL JEM-2100F)이다.
도 3 및 도 4를 통해, 상기 제조된 모든 물질은 나노사이즈의 입자 모양을 가지고 있으며, 특히, 도 4를 통해 프러시안 블루 유사체 입자와 망간 옥사이드 나노시트가 균일하게 혼성화되어 있는 것을 확인할 수 있다.
4. 원소
맵핑
데이터 측정
에너지 필터링 투과 전자 현미경(JEOL JEM-2100F)을 이용하여 상기 제조된 PM0, PM0.025, PM0.05, PM0.1, 및 PM0.2의 원소 맵핑 데이터를 분석하였으며, 이를 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타난 바와 같이, 상기 제조된 물질들은 Fe, Mn, Ni, 및 Na가 모두 골고루 분포되어 있는 것을 확인할 수 있었고, 이를 통해 프러시안 블루 유사체 물질이 잘 합성된 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 프러시안 블루 유사체에 Mn이 이미 포함되어 있기 때문에 MnO2의 첨가로 인한 차이는 발견하기 어렵다.
5. 마이크로-라만 측정
도 6은 상기 제조된 PM0, PM0.025, PM0.05, PM0.1, 및 PM0.2의 마이크로-라만 데이터를 나타낸 것으로서, 2,100 cm-1 부근에서 프러시안 블루의 C-N 결합(bond)에서 나타나는 피크를 확인할 수 있다. 또한, 210 cm-1 부근에서 금속 피크의 시프트를 관찰하였다. 상기 피크의 시프트는 프러시안 블루 유사체와 MnO2 사이에서 일어나는 전하 이동(charge transfer)에 의한 것으로 확인된다.
6. 슈퍼커패시터 성능 측정
상기 제조된 물질(PM0, PM0.025, PM0.05, PM0.1, 및 PM0.2) 각각 40 mg, 아세틸렌 블랙 (acetylene black) 5 mg, 및 폴리비닐리덴 플루오라이드 (polyvinylidene fluoride) 5 mg과 NMP를 함께 첨가하여 혼합한 후 니켈 폼 위에 샘플링하였다. 기준전극으로는 SCE 전극을 사용하였고, 상대전극으로는 Pt 와이어를 사용하였으며, 전해질로는 1 M KOH를 사용하였다. 측정은 원아텍을 이용하여 스캔 속도(scan rate)는 20 mV/s에서 슈퍼커패시터 용량을 테스트하였다.
도 7a 내지 도 7e 및 도 8은, 상기 제조된 슈퍼커패시터의 용량을 측정한 것이다. 도 7a 내지 도 7e를 통해, MnO2 나노시트를 혼성화한 물질(PM0.025, PM0.05, PM0.1, 및 PM0.2)이 혼성화하지 않은 물질(PM0)보다 더 큰 용량을 나타내었고, 안정성 또한 증가한 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 박리된 소량의 MnO2 나노시트와의 혼성화가 프러시안 블루 유사체의 슈퍼커패시터 성능을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 8에서는 MnO2 나노시트를 혼성화한 비율에 따라 상이한 용량 증가를 확인할 수 있었다. PM0.025, PM0.05, 및 PM0.1은 용량이 증가하는 경향성을 나타냈고, PM0.2에서는 용량이 크게 감소하였다. 사이클 수에 따른 안정성은 상기 제조된 물질들 모두 유사하였다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (9)
- 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체 (metal-organic framework)
를 포함하는, 다공성 나노복합체로서,
상기 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체는 하기 화학식 1로서 표시되는 것이며,
상기 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체의 복수개가 랜덤하게 혼성화되어 있는 것인,
다공성 나노복합체:
[화학식 1]
AxMyM'1-y[Fe(CN)6]z□1-z ;
상기 식에서,
A는 +1가의 알칼리 금속 양이온이고,
M 및 M'는 각각 독립적으로 +2가의 전이금속 양이온이고,
□는 공공(vacancy)이고,
x는 0 내지 2의 수이고,
y는 0 내지 1의 수이고,
z는 0 내지 1의 수임.
- 제 1 항에 있어서,
상기 M 및 M'는 각각 독립적으로 Fe2 +, Mn2 +, Ni2 +, Co2 +, V2+, Cr2 +, Cu2 +, 및 Os2+로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 다공성 나노복합체.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 M 및 M'는 각각 Mn2 + 및 Ni2 +를 포함하는 것인, 다공성 나노복합체.
- 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 다공성 나노복합체를 포함하는, 슈퍼커패시터용 전극.
- 층상 망간 산화물로부터 박리된 망간 산화물 나노시트를 수득하는 단계;
상기 박리된 망간 산화물 나노시트에 A4[Fe(CN)6]로 표시되는 철 전구체 및 전이금속 M 전구체를 혼합하여 반응시킴으로써, 상기 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체를 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체는 하기 화학식 1로서 표시되는 것이며,
상기 박리된 망간 산화물 나노시트 상에 부착되어 혼성화된 프러시안 블루 기반 다공성 금속-유기 골격체의 복수개가 랜덤하게 혼성화되어 있는 것인,
다공성 나노복합체의 제조 방법:
[화학식 1]
AxMyM'1-y[Fe(CN)6]z□1-z ;
상기 A4[Fe(CN)6], 상기 전이금속 M, 및 상기 화학식 1에서,
A는 +1가의 알칼리 금속 양이온이고,
M 및 M'는 각각 독립적으로 +2가의 전이금속 양이온이고,
□는 공공(vacancy)이고,
x는 0 내지 2의 수이고,
y는 0 내지 1의 수이고,
z는 0 내지 1의 수임.
- 제 6 항에 있어서,
상기 A4[Fe(CN)6]로 표시되는 철 전구체는 Na4[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6], 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 다공성 나노복합체의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 M 및 M'는 각각 독립적으로 Fe2 +, Mn2 +, Ni2 +, Co2 +, V2+, Cr2 +, Cu2 +, 및 Os2+로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 다공성 나노복합체의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 M 및 M'는 각각 Mn2+ 및 Ni2+를 포함하는 것인, 다공성 나노복합체의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180039360A KR102042154B1 (ko) | 2018-04-04 | 2018-04-04 | 다공성 나노복합체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 슈퍼커패시터용 전극 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180039360A KR102042154B1 (ko) | 2018-04-04 | 2018-04-04 | 다공성 나노복합체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 슈퍼커패시터용 전극 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190115988A KR20190115988A (ko) | 2019-10-14 |
| KR102042154B1 true KR102042154B1 (ko) | 2019-11-07 |
Family
ID=68171835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180039360A KR102042154B1 (ko) | 2018-04-04 | 2018-04-04 | 다공성 나노복합체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 슈퍼커패시터용 전극 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102042154B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102249928B1 (ko) * | 2019-11-18 | 2021-05-10 | 연세대학교 산학협력단 | 계층적 적층 구조를 가지는 금속-유기 골격체 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치 |
| KR102273260B1 (ko) * | 2020-03-03 | 2021-07-07 | 한양대학교 산학협력단 | 전자기파 간섭 차폐 기능을 갖는 코어-셀 구조의 복합 재료 및 이의 제조방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011180469A (ja) | 2010-03-03 | 2011-09-15 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | プルシアンブルー型金属錯体ナノ粒子を具備する電気化学素子、これを用いたエレクトロクロミック素子及び二次電池 |
-
2018
- 2018-04-04 KR KR1020180039360A patent/KR102042154B1/ko active IP Right Grant
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| D. Yang et al., ‘Structure optimization of Prussian blue analogue cathode materials for advanced sodium ion batteries’, Chemical Communications, 50(2014) 13377-13380 (2014.09.02.) 1부.* |
| L. Sheng et al., ‘Fe(CN)63- ion-modified MnO2/graphene nanoribbons enabling high energy density asymmetric supercapacitors’, Journal of Materials Chemistry A, 6(2018) 7649-7658 (2018.03.21.) 1부.* |
| M.S. Song et al., ‘Porously Assembled 2D Nanosheets of Alkali Metal Manganese Oxides with Highly Reversible Pseudocapacitance Behaviors’, Journal of Physical Chemistry C, 114(2010) 22134-22140 (2010.11.30.) 1부.* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190115988A (ko) | 2019-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Guan et al. | Facial design and synthesis of CoSx/Ni-Co LDH nanocages with rhombic dodecahedral structure for high-performance asymmetric supercapacitors | |
| Song et al. | Prussian blue analogs and their derived nanomaterials for electrochemical energy storage and electrocatalysis | |
| Li et al. | High anodic performance of Co 1, 3, 5-benzenetricarboxylate coordination polymers for Li-ion battery | |
| Sun et al. | Tuning the morphologies of MnO/C hybrids by space constraint assembly of Mn-MOFs for high performance Li ion batteries | |
| Chen et al. | Rational design and synthesis of Ni x Co 3− x O 4 nanoparticles derived from multivariate MOF-74 for supercapacitors | |
| KR101658351B1 (ko) | 슈퍼 커패시터 전극 물질 및 이의 제조 방법 | |
| Zhao et al. | Simple electrodeposition of 3D NiCoFe-layered double hydroxide nanosheet assembled nanospheres/nanoflowers on carbon cloth for high performance hybrid supercapacitors | |
| Amirzhanova et al. | Mesoporous MnCo2O4, NiCo2O4, and ZnCo2O4 thin-film electrodes as electrocatalysts for the oxygen evolution reaction in alkaline solutions | |
| Yin et al. | Metal–organic framework as anode materials for lithium-ion batteries with high capacity and rate performance | |
| Zhang et al. | Realization of lithium-ion capacitors with enhanced energy density via the use of gadolinium hexacyanocobaltate as a cathode material | |
| Wang et al. | Synthesis of porous ZnxCo3-xO4 hollow nanoboxes derived from metal-organic frameworks for lithium and sodium storage | |
| Shi et al. | Thiacalix [4] arene-supported tetradecanuclear cobalt nanocage cluster as precursor to synthesize CoO/Co 9 S 8@ CN composite for supercapacitor application | |
| Huang et al. | Fe-based metal-organic frameworks and their derivatives for electrochemical energy conversion and storage | |
| Anwer et al. | Synergistic effect of carbon nanotube and tri-metallic MOF nanoarchitecture for electrochemical high-performance asymmetric supercapacitor applications and their charge storage mechanism | |
| Liu et al. | New class of two-dimensional bimetallic nanoplatelets for high energy density and electrochemically stable hybrid supercapacitors | |
| KR102042154B1 (ko) | 다공성 나노복합체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 슈퍼커패시터용 전극 | |
| Wu et al. | Rational synthesis of bimetallic CoFe-MOF-74 grown on Ni foam converted into bamboo-shoot-like α-Co (OH) 2/CoFe2O4 nanorods for high-performance supercapacitors | |
| Kocabas et al. | Chromium substituted iron oxide nanowires as affordable electrocatalysts for oxygen evolution reaction | |
| Xu et al. | Ni3Fe nanoarray encapsulated in Co, N-dual doped carbon shell for efficient electrocatalytic oxygen evolution in both alkaline and carbonate electrolyte | |
| Zeeshan et al. | State of the art developments and prospects of metal–organic frameworks for energy applications | |
| Baig et al. | A review of advanced electrode materials for supercapacitors: challenges and opportunities | |
| Shi et al. | Electrode materials for Li/Na storage from mechanochemically synthesised MOFs/MXene Composites: A Solvent-free approach | |
| Sheng et al. | Synthesis of hollow carbon-incorporated NiCoM (M= Mn, Cu, Zn) layered double hydroxide nanocages for hybrid supercapacitors | |
| Xu et al. | Fast in situ synthesis of CoFe layered double hydroxide onto multi-layer graphene for electrochemical capacitors | |
| Qin et al. | AC/Ni (OH) 2 as a porous electrode material for supercapacitors with high-performance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |