목영선 교수 연구실
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인용수 79
·2023
Oxygen functionalization‐assisted anionic exchange toward unique construction of flower‐like transition metal chalcogenide embedded carbon fabric for ultra‐long life flexible energy storage and conversion
Roshan Mangal Bhattarai, Kisan Chhetri, Trong Nghia Le, Debendra Acharya, Shirjana Saud, Mai Cao Hoang Phuong Lan Nguyen, Sang‐Jae Kim, Young Sun Mok
IF 19.5 (2023) Carbon Energy
초록

금속-유기 골격(MOF)에서 유래한 Ni–Co–C–N 복합 합금(NiCCZ)은 초안정성 에너지 저장 및 변환 응용을 구현하기 위해 이를 위로 성장시키는 널리 알려진 개념과 달리, 탄소 천(CC) 스트랜드 내부에 “매입(embedded)”되었다. 이후 NiCCZ는 산소 기능화되어, 열수 황화(hydrothermal sulfurization) 동안 화학량론적 황 음이온의 확산이 다음 단계로 원활히 진행되도록 하였으며, 그 결과 CC 내부에 강한 부분 매입(partial implantation)을 보이는 꽃 모양의 금속 수산화황화물 구조(NiCCZOS)가 생성되었다. 이렇게 얻어진 NiCCZOS는 3전극 구성에서 슈퍼커패시터 전극으로 시험한 결과 우수한 정전용량을 나타냈다. 또한 바이오매스 유래 질소가 풍부한 활성탄과 결합하였을 때, 비대칭 슈퍼커패시터 장치는 독특하게 설계된 양극(cathode) 덕분에 전하–방전 45,000회 이후에도 거의 100%의 정전용량 유지율을 보였으며, 현저한 에너지 밀도(59.4 Wh kg –1 /263.8 µWh cm –2 )를 나타냈다. 더 나아가 동일 전극은 산소 발생 반응(OER)에서 전류 밀도 10 mA cm −2 조건에서 과전압 271 mV, 수소 발생 반응(HER)에서 168.4 mV를 보이는 우수한 이기능성 물 분해 전기화학 촉매로서의 성능도 발휘하였고, HER와 OER 모두에 대해 30 h의 방해받지 않은 크로노포텐시오메트릭 안정성(chronopotentiometric stability) 성능을 유지하였다. 따라서 독특한 금속 칼코게나이드 복합 전극/기판 구성은 유연한 에너지 저장 및 변환 응용을 위한 고도로 안정한 전극 소재로 제안된다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
OverpotentialOxygen evolutionMaterials scienceSupercapacitorCarbon fibersChemical engineeringElectrocatalystBifunctionalChalcogenideWater splitting
타입
article
IF / 인용수
19.5 / 79
게재 연도
2023

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