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서론
초고용량 캐패시터[1,2]는 전기화학적시스템에서 전해질 내의 전극표면에서 형성되는 전
기이중층을 이용하여 에너지를 저장한다. 탄소재료[3]를 이용한 전극은 높은 전자 전도성
과 넓은 표면적, 전기화학적 비활성과 용이한 성형 및 가공성의 특성을 갖는 전기화학적
인 에너지 저장장치의 전극으로 매력적인 물질이다.
초고용량캐패시터(전기화학적 캐패시터, 전기 이중층 캐패시터로 불림)의 전극 양단에 전
위차가 가해지면 두 전극에 각각 전자와 (+)전하가 모이고 이로 인해 전해질내에서는 각
각의 전극 주위에 그와 반대되는 전하의 이온들이 모여서 전기 이중층을 형성하면서 극
성화한다. 초고용량 캐패시터 2차전지와 비교해서 긴수명과 짧은 충전시간,안정성 그리고
높은 전력을 갖는다.
활성탄소섬유 표면에는 여러종류의 관능기와 이종원소의 화학적 상태가 존재하는데 특히
산소에 의한 산화기가 표면의 전체 물성에 큰 영향을 미친다. 탄소전극표면에는 H,
-COOH, =O, -OH, -CO 다양한 기능기가 위치하고 이로 인하여 전기모세관힘
(electrocapillary force), 표면장력(surface tension), 잠김전위(immersion potential) 등의
전기화학적 매개변수들이 바뀌며, 탄소전극과 전해질 사이의 접촉에 영향을 미쳐서 탄소
전극의 충방전 능력에 영향을 미치게 된다. 탄소의 표면 물성을 변화시키는 방법으로는
고온에서 산화성, 혹은 환원성 기체와의 반응을 통한 활성화, 질산 등 여러 종류의 산과
의 반응을 통한 산화[3,4], 전기화학 반응 등을 통한 산화 등 여러 가지 방법을 통해 표면
의 산화기를 조절하여 표면 물성과 축전용량을 조절할 수 있다. 관능기는 개질된 탄소표
면으로 전해질의 접근을 최대화하는데 상당히 중요한 영향을 미친다
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