리소그래피 기술의 융합으로 제조된 패턴 Current Collector를 적용한 EDLC의 특성 향상 연구

Abstract

지구 온난화에 따라 세계 각국이 이산화탄소(CO2)에 대한 규제를 강화하고 있으며, 또한 유류 수급의 불균형에 따른 고유가의 문제로 인해 전 세계의 관심이 재생 에너지 및 에너지 저장 장치에 집중되고 있다. 따라서 원자력 발전 및 석유를 대체하고 이산화탄소 배출이 없는 친환경 청정에너지인 태양광, 풍력, 조력발전 및 수소·연료·이차전지 등이 특히 주목 받게 되었는데, 태양광 발전, 풍력 발전 등의 청정에너지 생성 시스템들은 이들이 생성한 에너지를 안전하고 효율적으로 저장할 수 있는 장치들을 필연적으로 요구 하게 된다. 본 연구에서는 에너지 저장 장치들 중 출력특성의 우수성을 나타내는 전기화학 커패시터인 EDLC의 특성 향상을 위하여 지금까지 시도되고 있는 대부분의 연구가 활물질을 개질하거나 변경하는 것에 집중되어 있는 것과는 달리 Current Collector를 개질하여 전기화학 커패시터의 성능을 향상시키기 위한 융합 기술적 방법을 제시하였다. 현재 사용되고 있는 고순도 알루미늄 박막 Current Collector의 전통적 제조 방법인 전해 에칭을 실시하기 전에 반도체, 디스플레이 등의 제조에 사용되고 있는 인쇄전자 기술인 포토 리소그래피 방법을 통하여 기존 방법으로는 극복할 수 없었던 Current Collector의 표면 형상의 설계 및 제어를 가능하게 함으로써 입체적 패턴을 가진 Current Collector를 제조하고, 이를 전기화학 커패시터의 Current Collector로 적용하여 활물질과 Current Collector 사이의 접촉 면적을 효과적으로 증가시킴과 동시에 전자의 이동 경로를 단축시켜 패턴 Current Collector를 적용한 EDLC에서 성능이 향상되었음을 확인하였다.