효율적이며 지속가능한 에너지 저장에 대한 수요가 증가함에 따라 향상된 슈퍼커패시터의 필요성이 강조된다. 슈퍼커패시터는 높은 파워 밀도, 긴 수명, 빠른 충·방전 속도를 특징으로 하는 반면, 낮은 에너지 밀도로 인해 더 광범위한 적용이 제한된다. 본 연구는 섬유형(nanocale) 나노스케일 전기화학 셀 구조를 활용하여 고성능 슈퍼커패시터를 개발하기 위한 새로운 전략을 제시한다. 액정(리퀴드 크리스탈) 습식 방사(wet-spinning)를 사용하여 전기전도성이 우수한 탄소나노튜브(CNT) 복합 섬유를 폴리아닐린(PANI)인 활성 물질과 함께 제조하였다. PANI는 Ullmann형 C–N 결합을 통해 CNT에 그라프트(graft)되어, 향상된 화학적 안정성과 낮은 계면 저항을 제공함으로써 우수한 전기화학적 성능을 나타내었다. 이러한 구조는 섬유 전반에 걸쳐 PANI의 분포가 균일하도록 하여 나노스케일 전기화학 셀의 형성을 가능하게 한다. 그 결과, 섬유 내부에 존재하는 PANI를 포함하여 대부분의 PANI가 전기화학 반응에 참여할 수 있다. 따라서 복합 섬유는 비(特定)정전용량 1714 F g⁻¹ (1 A g⁻¹에서), 에너지 밀도 820 mW h cm⁻³ (418 W h kg⁻¹), 파워 밀도 1150 W cm⁻³ (587 kW kg⁻¹)를 보였다. 또한 이 장치는 우수한 안정성도 나타내었으며, 100,000회의 충·방전 사이클 후 초기 정전용량의 거의 100%를 유지하고, 10,000회 이상의 기계적 변형을 견뎠다. 본 접근법은 내구성 있는 나노셀 기반 고성능 슈퍼커패시터를 위한 새로운 방법을 제공함으로써 지속가능한 에너지 저장 기술의 발전에 기여한다.
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