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유연 슈퍼커패시터 및 이오닉 액티베이션을 위한 퀘지-솔리드/하이드로겔 전해질 연구

Quasi-solid and Hydrogel Electrolytes for Flexible Supercapacitors and Ionic Actuation

연구 내용

다중 네트워크 하이드로겔과 퀘지-솔리드 고분자 전해질, zwitterion·염-폴리암포리스트 구조를 설계해 에너지 밀도와 유연 운용 안정성을 동시에 확보하는 연구

유연하고 안정적인 전기화학 에너지 저장을 위해 고분자 전해질의 이온 전도 경로와 기계적 거동을 함께 설계하고 있습니다. triple-network hydrogel 기반 전해질과 salt-in-polyampholytes 및 zwitterion 포함 QPE를 통해 전극-전해질 사이의 이온 이동과 계면 반응 환경을 조절합니다. 또한 이온 다이내믹스를 기반으로 고성능 미세슈퍼커패시터 어레이를 구현하는 방향으로 확장하고 있습니다. 전해질 설계를 전자기계 변환으로 연결하기 위해, ions-silica percolated ionic dielectric elastomer actuator와 같은 이오닉 전기활성 재료도 함께 다루며 연성 구동 응용 가능성을 점검합니다.

관련 연구 성과

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6편

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연구 흐름

초기 연구에서는 triple-network hydrogel polymer electrolytes처럼 전해질 내부 구조를 다중 네트워크로 구성해 유연 슈퍼커패시터의 동작 안정성을 확보하는 데 집중했습니다. 이후에는 zwitterion-containing quasi-solid-state polymer electrolyte와 salt-in-polyampholytes 계열로 전해질 유전 특성과 이온 강도를 조절해 에너지 밀도 향상과 기계적 강건성을 함께 다루는 흐름이 나타났습니다. 최근에는 microsupercapacitor array에서 이온 다이내믹스를 조절하는 방향과, ions-silica 기반 ionic dielectric elastomer actuator로 전기화학-구동 기능을 확장하는 연구가 병행되고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 고유연 에너지 저장 소자
  • 퀘지-솔리드 슈퍼커패시터
  • 자가치유 하이드로겔 전해질
  • 다중 네트워크 이온전도막
  • 미세슈퍼커패시터 어레이
  • 고유전체 기반 에너지 밀도 향상
  • 이온 다이내믹스 기반 동작 안정화
  • 소프트 로봇용 이오닉 액추에이터
  • 웨어러블 전원 모듈
  • 센서 결합형 연성 에너지 소자

관련 논문

구분

제목

1

Triple-network hydrogel polymer electrolytes: enabling flexible and robust supercapacitors for extreme conditions

2

Ions‐Silica Percolated Ionic Dielectric Elastomer Actuator for Soft Robots

3

Enhancing Energy Density in Flexible All‐Solid‐State Supercapacitors via Dielectricizer Zwitterion‐Containing Quasi‐Solid‐State Polymer Electrolyte

4

Exceptionally flexible and stable quasi-solid-state supercapacitors via salt-in-polyampholytes electrolyte with non-freezable properties

5

Enhancing Energy Density in Flexible All‐Solid‐State Supercapacitors via Dielectricizer Zwitterion‐Containing Quasi‐Solid‐State Polymer Electrolyte (Adv. Funct. Mater. 52/2024)

6

Tailoring ion dynamics in energy storage conductors for ultra-stable, high-performance solid-state microsupercapacitor array