유동 전극은 유동-전극(capacitive mixing, F-CapMix)에서 핵심적인 구성 요소이며, 주로 활성탄(AC), 도전성 첨가제, 그리고 염을 포함한 수계 전해질로 이루어진다. F-CapMix의 더 나은 성능을 위해서는 유동 전극 내 AC 입자들 사이에서 효율적인 전하 퍼콜레이션과 전자 수송을 촉진할 수 있도록 AC가 높은 비표면적과 우수한 전기전도성을 가져야 한다. 본 연구에서는 원료 AC와 멜라민의 혼합물을 덮개가 있는 용기에 넣어 가열하는 간단한 공정을 통해 질소 도핑 활성탄(N-doped AC)을 합성하였다. 그 결과 얻어진 N-doped AC 분말은 흑연성 질소와 산화된 질소가 원료 AC 표면에 도입된 데 기인하여, 표면적의 손상 없이(AC: 2284.7 m2/g vs N-doped AC: 2125.6 m2/g) 원료 AC 분말에 비해 평균 20% 높은 전기전도성을 나타내었다. N-doped AC의 표면 특성은 원료 AC와 유사한 것으로 확인되었다. 유동 전극에 N-doped AC를 적용한 F-CapMix에 대한 전기화학 임피던스 분광법 분석 결과, 저항이 감소하고 정전용량이 증가하여 전력 밀도가 0.706에서 0.828 W/m2로 향상되었다. 따라서 질소 도핑 활성탄을 유동 전극에 통합하는 것은 F-CapMix의 성능 개선에 기여할 수 있다.

(이온 교환 멤브레인

유동 전극은 유동-전극(capacitive mixing, F-CapMix)에서 핵심적인 구성 요소이며, 주로 활성탄(AC), 도전성 첨가제, 그리고 염을 포함한 수계 전해질로 이루어진다. F-CapMix의 더 나은 성능을 위해서는 유동 전극 내 AC 입자들 사이에서 효율적인 전하 퍼콜레이션과 전자 수송을 촉진할 수 있도록 AC가 높은 비표면적과 우수한 전기전도성을 가져야 한다. 본 연구에서는 원료 AC와 멜라민의 혼합물을 덮개가 있는 용기에 넣어 가열하는 간단한 공정을 통해 질소 도핑 활성탄(N-doped AC)을 합성하였다. 그 결과 얻어진 N-doped AC 분말은 흑연성 질소와 산화된 질소가 원료 AC 표면에 도입된 데 기인하여, 표면적의 손상 없이(AC: 2284.7 m2/g vs N-doped AC: 2125.6 m2/g) 원료 AC 분말에 비해 평균 20% 높은 전기전도성을 나타내었다. N-doped AC의 표면 특성은 원료 AC와 유사한 것으로 확인되었다. 유동 전극에 N-doped AC를 적용한 F-CapMix에 대한 전기화학 임피던스 분광법 분석 결과, 저항이 감소하고 정전용량이 증가하여 전력 밀도가 0.706에서 0.828 W/m2로 향상되었다. 따라서 질소 도핑 활성탄을 유동 전극에 통합하는 것은 F-CapMix의 성능 개선에 기여할 수 있다.